美国环境保护署已将药品和个人护理产品(PPCPs)[1]列为被称为“新兴污染物”的一类材料。新出现的污染物[2]可以是人造的，也可以是最近被发现对当地环境中的生物具有毒性或明显有害影响的天然化合物。
从中世纪的药剂师时代起，药物就已经很常见了。可以说，第一个大规模的药物市场起源于美国内战期间，当时对防腐剂和止痛药的需求飙升。有这么长的历史，PPCPs能被归类为新兴污染物似乎很奇怪。现实情况是，尽管对药物开发的研究已经进行了几个世纪，但对药物对环境影响的调查却是一个年轻得多的领域。
ppcp的环境风险
ppcp的污染性质以及与使用ppcp相关的健康风险仍在充分了解的过程中。然而，已知PPCPs在长时间低水平接触后会对海洋生物[4]起到内分泌干扰物的作用，并且被认为如果污染物在体内积累到足够高的水平，就有可能对人类产生同样的影响。摄入内分泌干扰物会导致激素失衡[5]，从而导致不孕[6]、卵巢癌或前列腺癌[7]等问题，并增加患自身免疫性疾病[8]的风险。
PPCPs可以通过多种方式进入环境。合成药物的生产工厂的废水经常被微量的PPCP材料污染。此外，使用PPCPs的人和动物的排泄物也会污染供水。一旦这些PPCPs进入供水系统，使用传统的水处理方法将其去除可能具有挑战性。如果得不到有效的处理，PPCP污染有可能通过使用受污染的水来影响农业。
土壤和作物的药物污染
世界上许多国家在漫长的夏季经常受到干旱的影响。干旱带来的水资源短缺意味着，在这些地区使用处理过的废水灌溉作物正成为一种普遍做法。阿曼苏丹卡布斯大学的一个研究小组认识到PPCPs可能仍然存在于处理过的废水中，因此进行了一项研究[10]，目的是评估用ppcp掺入废水处理过的土壤和作物受到污染物影响的程度。
该小组在阿曼确定了四种常用的药品(阿莫西林、磺胺甲恶唑、甲氧苄啶和布洛芬)，并在两种水中添加了它们，一种浓度较低，为1毫克/升，另一种浓度明显较高，为5毫克/升。然后用储存的水种植了两批萝卜。另外两批使用地下水和工业废水进行比较。使用液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)对土壤和萝卜植物材料进行分析，以检测任何药物产品的存在。
研究发现，从四个批次的土壤样本中都没有发现任何药物的迹象。这种消失被认为是由于药物在土壤中的生物半衰期很短而导致的降解。或者，这种消失可能是由于植物吸收药物和药物浸出超过土壤取样深度的混合作用。
在LC-MS/MS测试之外，对这四个批次的萝卜植株进行简单的目视检查就可以清楚地看出，这些药物的存在对萝卜植株产生了影响。暴露在含有药物的水里的植物失去了几片成熟的叶子，有一小部分植物没有存活到成熟。在萝卜植株的茎和根中检测到掺入水中使用的两种药物，磺胺甲恶唑和阿莫西林。有趣的是，一旦足够的药物积累在植物的根部，药物就会转移到植物的叶子上。
该研究的作者之一Mushtaque Ahmed教授认为，有必要进一步调查ppcp在农业土壤系统中的作用，以确定使用含有ppcp的废水是否会带来重大的健康风险。
他解释说:“我认为，对于农业用途，药品和个人护理产品的废水处理目前不应该让我们太担心。然而，如果处理过的废水直接用于不使用土壤的水培系统，这可能是一个问题。”
“我们需要在各种条件下进行更多的研究，尽管这方面存在挑战，比如我们在水、土壤和植物中测量少量PPCPs的技术能力。”
PPCP污染土壤的处理
认识到PPCP可以通过使用被PPCP污染的水传播到植物的根和叶，开展研究以确定如何最好地处理这一潜在的未来健康危害是很重要的。圣路易斯华盛顿大学医学院的科学家们领导的一项新研究可能会为土壤中的抗生素药物修复提供一种潜在的方法。具体来说，该团队研究了变形杆菌在土壤中对青霉素的代谢，目的是创造一种专门的细菌菌株来清理抗生素。
青霉素是最早大规模生产的药物之一，但由于抗生素耐药性的增加，它现在很少使用了。相关化合物，如阿莫西林和氨苄西林，仍然经常使用，因此了解青霉素的代谢仍然是重要的工业。
通过检查变形菌在接触青霉素和糖时的行为，研究小组发现了三组属于β-内酰胺酶家族的基因，它们在变形菌“吃”青霉素时变得活跃，但在糖饮食时保持休眠。这些基因组中的每一个都对应于研究中为青霉素建立的三步代谢途径中的不同步骤。
值得注意的是，在这项研究中使用的变形杆菌并不是特别健壮或稳定的细菌，因此研究人员也努力创造一种更有工业价值的青霉素代谢细菌菌株，可以在实际应用中使用。为了做到这一点，研究小组对一种大肠杆菌（大肠杆菌)，这是一种更稳定、更容易控制的细菌，它含有代谢青霉素所需的遗传物质，而不是通常的糖饮食。
该研究论文的第一作者Terence Crofts博士解释说:“随着有限的进一步工程，这些菌株可以被开发成用于研究的工具原位抗生素污染土壤或环境的生物修复，例如位于制药企业附近的土壤或环境。这些环境是抗生素耐药性发展的重要驱动因素，对它们的修复可以帮助防止耐药性的传播。”
关于释放大肠杆菌克罗夫茨博士解释说:“未来任何此类生物修复计划的好处当然都需要与将转基因细菌释放到环境中的风险进行权衡。”该研究小组希望，未来对其他PPCP类似代谢途径的研究可以导致开发简单的生物修复系统，农民可以安全、廉价地使用该系统来抵消PPCP污染的影响。
农业前景
随着PPCPs被列为新出现的污染物，进一步研究其污染途径、相关的健康风险以及对其污染的潜在补救措施仍将是科学界的高度优先事项。如上所示的工作，证明了在PPCP识别和治疗领域已经进行的研究。希望有一天这项工作可以与更好的水处理系统一起使用，以有效地去除我们的水、农业和更广泛的环境中的PPCP污染物。
参考文献
［1］美国环保署，包括药品和个人护理产品在内的新关注污染物，https://www.epa.gov/wqc/contaminants-emerging-concern-including-pharmaceuticals-and-personal-care-products(2018年8月访问)。
[２]S. Sauvé和M. Desrosiers，什么是新兴污染物的综述。,化学。《论丛》，2014,8,15。
[3]pharmaphorum.com，制药工业历史，https://pharmaphorum.com/articles/a_history_of_the_pharmaceutical_industry/，(访问2018年8月)。
[4]A. J. Ebele, M.阿布- elwafa Abdallah和S. Harrad，淡水水生环境中的药品和个人护理产品(PPCPs)，新兴。污染。， 2017, 3,1 - 16。
［5］国家环境健康科学研究所，《内分泌干扰物情况说明书》，2010年。
[6]A. Marques-Pinto和D. Carvalho，人类不孕症:内分泌干扰物是罪魁祸首吗?, Endocr。连接。， 2013, 2, r15-29。
[7]内分泌干扰物(EDs)与激素依赖性癌症:相关性还是因果关系?， c.r.比尔。， 2017, 340,439 - 445。
[8]1学术界。郭,S.-N。杨,p.l.。郭和c - h。洪，环境内分泌干扰物的免疫调节作用，高雄医学。， 2012, 28, s37-s42。
[9]环境中的PPCPs, https://www.istc.illinois.edu/cms/one.aspx?pageId=446307(2018年8月5日访问)。
[10]R. Al-Farsi, M. Ahmed, A. Al-Busaidi和B. S. Choudri，评估阿曼处理废水灌溉土壤和植物中药物的存在。j . Recycl。Org。浪费阿格利司。， 2018, 7, 165-172。
[11]T. S. Crofts, B. Wang, A. Spivak, T. A. Gianoulis, K. J. Forsberg, M. K. Gibson, L. A. Johnsky, S. M. Broomall, C. N. Rosenzweig, E. W. Skowronski, H. S. Gibbons, M. O. A. Sommer和G. Dantas，土壤微生物组β-内酰胺分解代谢的共享策略。医学杂志。， 2018, 14, 556-564。
