藥物悄悄進入了水域生態

更新於 發佈於 閱讀時間約 5 分鐘

藥物與個人護理產品已被證實普遍存在於水體與魚體內,這些污染物的主要來源正是城市廢水處理廠的出水。過去雖有實驗室對生態環境的藥物污染毒性進行研究,但主要是藉由在魚缸內以人為汙染的方式觀察魚類的反應,而對其在真實環境中生物體內的累積與風險探討相對稀少。為彌補這項資訊缺口,研究人員在澳洲維多利亞州的七條溪流與河流取樣,分析水體與魚體內藥物類別的分子濃度,藉此瞭解這些污染物的實際暴露程度與生物累積潛勢。

藥物水汙染途徑。感謝Papaioannou C et al 提供。

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取樣分析顯示,在環境水體中有12種藥物被檢測出,種類包含抗憂鬱劑、降血壓藥、止痛劑與咖啡因等,其中以抗憂鬱劑文拉法辛(venlafaxine)濃度最高(0.97 µg/L)。在廢水處理廠排放口的水樣中,文拉法辛濃度更高達1.4 µg/L。藥物濃度呈現空間梯度,熱點檢出濃度最高,下游次之,上游則最低。

在魚體分析方面,共採集131條魚,涵蓋澳洲鰻鱺(Anguilla australis)、河鱸(Perca fluviatilis)、斑鱈鱸(Gadopsis marmoratus)、歐洲鯉(Cyprinus carpio)與丁鱖(Tinca tinca)等五種中大型魚類。這些魚類中有27% 檢出藥物殘留。文拉法辛的最高檢出值達150 µg/kg(檢測於河鱸的肌肉),舍曲林(sertraline,抗憂鬱劑)則在澳洲鰻鱺中最高達100 µg/kg。其他檢出的化合物還包括卡馬西平(carbamazepine,抗癲癇藥)(最高39 µg/kg)、二氯苯氧氯酚(triclosan ,防腐劑,40 µg/kg)與咖啡因(82 µg/kg)。

根據魚體內與水體中藥物濃度的對應計算,觀察到不同物種與藥物之間的累積情形差異顯著。澳洲鰻鱺在舍曲林的生物累積係數(bioaccumulation factor)最高可達3,333 L/kg,代表其高度的累積能力。河鱸對文拉法辛的累積係數介於104至341 L/kg,卡馬西平最高達520 L/kg。儘管歐洲鯉與斑鱈鱸在檢出量相對較低,但其對咖啡因的累積仍有顯著數值,累積係數最高甚至超過8000 L/kg。

研究也做了兩項風險評估:對人類健康風險與對水域生態風險的評估。針對人類健康風險,以成人每月攝取1或12份魚肉為分別的情境,計算攝入藥物劑量與藥品最低治療劑量的比值(margin of exposure,MOE)。顯示所有檢出藥物的攝入量皆遠低於臨床治療劑量。即使在高攝取情境下,最高風險的文拉法辛與舍曲林,其攝入劑量仍比治療劑量少了8000倍以上,代表對人類健康風險極低。

然而針對水域生態系的風險評估卻不這麼樂觀。某些藥物對魚類等水域生物可能造成風險。其中卡馬西平濃度已達到對魚類等水生動物有明顯危害的程度。其他像是甲氧苄啶(trimethoprim,抗生素)、普萘洛爾(propranolol,降血壓藥)、舍曲林與文拉法辛則被評估為具有中度影響潛力。這一結果提醒我們,就算對人類而言可能安全無虞,但對生態系統的潛在影響不容忽視。

確實已有研究證實文拉法辛、舍曲林、卡馬西平等藥物會影響魚類的胚胎發育、神經傳導功能與社交模式。這些變化雖非立即致命,但當魚類的行為模式受到藥物影響之後,可能對族群存續與生態位的穩定構成長期威脅。比如對天敵毫無反應,容易被捕食;社交行為異常,脫離族群或攻擊性增加;覓食行為異常,無節制進食或對不該吃的物質產生誤食行為;繁殖行為受阻,不築巢或不護卵,雄魚不展現求偶行為等等。

雖然藥物多屬有機物,會在環境中降解,不過污染速率高於降解速率時,藥物逐漸累積於魚體中,將有可能影響到其他水鳥或哺乳動物,形成更廣泛散播的潛在問題。環境中這類看似微量的污染物,其實都具有高度生態影響性,尤其在長期累積與混合效應的脈絡下,應被審慎對待。

作者:水也佑

參考文獻:

Saaristo M et al. (2024). Pharmaceuticals in biota: The impact of wastewater treatment plant effluents on fish in Australia. Environmental Pollution.

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