综述：关于土壤和空气中药物污染物的批判性综述：对动物、植物和微生物群落的生态毒性影响——健康危害与废物管理

《Environmental Pollution and Management》：A critical review of pharmaceutical pollutants in soil and air: Ecotoxicological impacts on animal, plant and microbial communities - health hazards and waste management

土壤与空气中药物污染的来源、影响及治理策略。药物通过农业应用、制造废水、污泥施肥、医院排放等途径进入土壤和空气，影响微生物群落、植物生长及动物健康，导致抗生素耐药性扩散。需加强污染监测、研发环境友好型药物及完善政策法规。

　　### 药物污染：土壤与空气中的环境挑战

随着人类对药物的依赖日益增加，药物污染问题正逐渐成为全球环境和公共健康领域的重要议题。药物污染主要指药物及其代谢产物在环境中的存在、扩散和累积现象，它不仅影响土壤和空气的质量，还可能对生态系统造成深远的负面影响。这种污染主要来源于农业使用、制药工业排放、医院和家庭废弃物、污水处理厂、以及受污染的灌溉水。这些药物在环境中存在时间长、迁移性强，且可能对土壤微生物、植物生长和野生动物健康产生显著影响。因此，了解药物在环境中的行为及其生态效应，对于制定有效的污染控制策略和保护生态系统具有重要意义。

### 药物进入土壤与空气的途径

药物进入土壤和空气的途径多种多样，其中农业使用是主要来源之一。在农业中，抗生素和其他药物被广泛用于预防和治疗动物疾病，促进动物生长，以及作为植物生长调节剂。这些药物通过灌溉水或雨水渗透到土壤中，污染地下水和土壤环境。此外，制药工业的废水排放、医院和家庭废弃物的不当处理、以及污水处理厂的运行都可能导致药物残留进入土壤和空气。这些药物不仅可能通过直接排放进入环境，还可能通过大气传输和沉降过程扩散到更广泛的区域。例如，一些药物可能以气溶胶形式存在于空气中，或附着在颗粒物上，随着风力传播至远距离。

### 土壤和空气中的药物类型

在土壤和空气中检测到的药物种类繁多，主要包括抗生素、止痛药、非甾体抗炎药（NSAIDs）、抗抑郁药、抗癌药物和激素等。抗生素如四环素、磺胺甲噁唑和环丙沙星等，在土壤中被广泛检测到，这些药物往往通过动物粪便或生物固体作为肥料进入土壤。止痛药如对乙酰氨基酚和布洛芬也在土壤中被发现，主要来源于人类和动物的排泄物。激素类药物，如雌二醇，可能通过农业废弃物或生物固体影响土壤微生物群落和植物生长。此外，抗抑郁药如氟西汀和卡马西平，以及一些精神类药物，也可能通过空气传播，对生态系统造成潜在威胁。

### 药物在土壤和空气中的命运

药物在土壤和空气中的命运受到多种物理、化学和生物过程的影响。在土壤中，药物可能通过吸附作用与土壤颗粒结合，减少其迁移性，同时也可能通过淋溶作用进入地下水。药物的降解过程涉及微生物活动、化学反应和光解等机制。然而，许多药物因其化学稳定性而具有较长的环境持久性，这使得它们在土壤中积累，对生态系统的长期影响难以预测。在空气中，药物可能通过气溶胶形式存在，影响空气质量，并对人类和动物的呼吸系统造成潜在危害。此外，药物可能通过降水和干沉降过程进入土壤和水体，进一步扩大其环境足迹。

### 药物对土壤微生物的影响

土壤微生物群落是生态系统中不可或缺的一部分，它们在营养循环、有机质分解和土壤结构维护中发挥着关键作用。然而，药物污染可能对这些微生物造成严重影响。例如，抗生素的使用可能抑制有益细菌的生长，促进耐药菌株的繁殖，从而改变土壤微生物的组成和功能。这种变化可能导致土壤肥力下降，影响植物的生长和作物的产量。此外，药物还可能影响真菌群落，减少其对有机物的分解能力，进一步削弱土壤的生态功能。研究显示，药物污染可能增加土壤中抗生素耐药基因的传播，这不仅威胁土壤生态系统，还可能通过食物链影响人类健康。

### 药物对植物和农作物的影响

药物污染对植物和农作物的影响同样值得关注。植物可能通过根系吸收土壤中的药物残留，这些残留物可能在植物的可食用部分积累，如水果、蔬菜和根茎类作物。某些药物，如四环素和磺胺类药物，已被发现对植物生长产生抑制作用，影响其生物量和形态。此外，药物可能干扰植物的内源激素系统，导致生长发育异常，如种子萌发受阻、根系发育不良等。这种干扰可能使植物更容易受到环境压力、病虫害侵袭，从而影响农业产量和食品安全。因此，研究药物对植物和农作物的影响，有助于评估其对生态系统的潜在威胁，并为农业可持续发展提供科学依据。

### 药物对陆地动物的影响

药物污染对陆地动物的影响同样不可忽视。抗生素的广泛使用可能导致陆地动物体内自然益生菌群的破坏，进而影响其健康状况和免疫功能。此外，药物可能通过改变动物的内分泌系统，影响其生殖能力和行为模式。例如，抗抑郁药可能使动物行为发生改变，降低其警惕性，影响捕食和觅食行为，甚至导致种群数量下降。某些药物，如NSAIDs，可能对动物的肾脏和消化系统造成损害，影响其生存能力。研究还发现，药物可能在食物链中积累，对顶级捕食者造成更大的影响，这可能对生态系统的平衡产生连锁反应。

### 药物对空气和野生动物的影响

药物污染不仅限于土壤，也对空气质量和野生动物构成威胁。药物可能以气溶胶形式存在于空气中，影响空气质量，并对人类和动物的呼吸系统造成潜在危害。在空气中的药物可能通过降水和干沉降过程进入土壤和水体，进一步扩大其生态影响。野生动物可能通过吸入或接触这些药物而受到影响，导致行为改变、生理紊乱甚至死亡。例如，某些药物可能影响野生动物的内分泌系统，导致繁殖障碍或性比例失衡。此外，药物可能通过改变动物的觅食行为和生态互动，对生态系统的稳定性造成威胁。

### 药物污染的综合影响与应对策略

药物污染对生态环境的影响是多方面的，涉及土壤微生物、植物生长、陆地动物健康以及空气质量等多个层面。长期暴露于药物污染的环境中可能导致生态系统的退化，影响生物多样性、土壤肥力和作物产量。因此，应对药物污染需要采取多方面的策略，包括加强药物废弃物管理、推广可持续的制药实践、发展高效的环境监测技术以及提高公众环保意识。此外，研究和开发对环境影响较小的药物，以及探索植物和微生物修复技术，如植物修复和生物修复，也是解决这一问题的重要途径。

### 未来研究方向与政策建议

为了更好地理解和应对药物污染问题，未来的研究应重点关注药物在不同环境条件下的降解机制、高效的环境检测方法、城市土壤中的药物污染、药物在食物链中的生物累积效应、土壤微生物与抗生素耐药性的关系、环境友好型药物的研发、以及药物污染的生物修复技术。同时，制定和实施有效的全球政策框架，特别是在发展中国家，对于减少药物污染至关重要。通过将循环经济原则融入制药行业，减少药物的环境足迹，提高资源利用效率，有助于实现可持续发展目标。此外，加强国际合作和信息共享，推动环境友好型药物的生产和使用，也是应对药物污染的重要策略。

### 结论

药物污染已成为全球环境和公共健康领域的重要挑战。其来源广泛，影响深远，不仅影响土壤和空气的质量，还可能通过食物链对人类健康造成潜在威胁。因此，必须采取综合措施，包括加强环境监测、改进废弃物处理技术、推广可持续的制药实践和提高公众环保意识，以减少药物污染对生态系统的负面影响。通过科学研究和政策制定，我们可以更好地应对这一问题，保护生态环境和人类健康。