浙江
近日，中国科学院生态环境研究中心朱永官院士与祝贵兵研究员团队在《The Innovation》期刊发表了题为“Tackling pharmaceutical pollution under the One Health framework”的综述论文。研究团队系统综述了1990年至2024年间环境科学领域的4099篇文献，借助语义知识图谱和主题分布图，从药物的来源、环境迁移的转化、生态的毒性效应到处理技术和政策管理等多个维度出发，绘制了药物污染研究的完整知识图谱并识别出当前研究格局中的薄弱环节。
有统计显示，全球药物消费在过去数十年间持续攀升，2020年人用药物总剂量达到4.5万亿剂，同年兽用抗微生物药物用量约为9.95万吨且预计到2030年增长至10.74万吨。这些药物经由人体排泄、制药废水排放、畜禽粪肥施用和农业径流等途径持续进入到了水体和土壤环境中，目前已在全球89个国家的各类环境介质中检出了近1000种药物物质。研究团队发现地表水中的高浓度药物污染往往集中在低收入和中等收入国家，这些地区普遍缺乏足够的污水处理的基础设施。同时，研究团队在梳理文献的过程中注意到大多数现有工作侧重于污水处理厂、施用粪肥的农田和受纳水体等末端环节的监测与风险评估，相比之下源头预防、绿色替代和多方合作等上游策略的研究投入明显不足。
研究团队指出，药物分子的可电离特性给传统环境行为预测模型带来了根本性挑战，pH和离子强度通过改变药物的解离状态严重影响了其与土壤胶体之间的阳离子交换、表面络合和氢键作用。并且不同类型的药物之间吸附系数可以跨越数个数量级，传统基于疏水分配系数的预测方法经常出现偏高或偏低的情形。因此，研究团队指出机器学习模型在吸附行为预测方面展现出较好的弥补前景，但相关研究仍处于起步阶段。
在生态毒性的维度上研究团队梳理了少数证据链完整的典型案例，双氯芬酸导致印度次大陆秃鹫种群下降幅度达到34%至95%并由此引发野狗和啮齿动物数量激增以及狂犬病传播加剧的连锁反应。而乙炔雌二醇在低至1纳克/升的浓度下即可干扰鱼类的性别分化过程并最终造成实验湖泊中种群水平的崩溃。抗微生物药物残留则在河流沉积物和农田土壤中持续驱动耐药基因的选择与水平转移，微塑料作为载体进一步放大了这一过程的空间范围。研究团队发现传统以标准模式生物和标准化终点为核心的毒性评估体系对这类具有特定分子作用机制的污染物缺乏足够敏感性，基因组学和跨物种靶标保守性分析等新方法正在推动生态毒理学向精准化方向转型。
最后，研究团队发现治理路径方面全球约42%的废水未经安全处理即排放，即便经过处理的出水中仍然含有大量药物残留，瑞士和瑞典以及德国等国家已率先采用臭氧氧化和活性炭吸附等深度处理工艺。但是中低收入国家由于资金和基础设施限制更适合采用人工湿地、稳定塘和生物炭吸附等就地处理方案，但研究团队强调末端处理无法解决下水道系统中已经发生的耐药选择压力。因此，在源头管控层面研究团队倡导推进绿色化学与可持续分子设计并将药物全生命周期纳入环境管理考量，药品回收计划与合理处方实践能够减少未使用药物进入下水道的总量。研究团队最后呼吁建立全球药物数据库并制定统一的预测无效应浓度标准，通过多边合作与政策框架将“同一健康”理念贯穿药物污染治理的全过程。
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