综述:药物污染物对生态系统的影响及生物修复在减轻药物污染物中的潜在作用

【字体: 时间:2025年06月03日 来源:International Journal of Pharmaceutics 5.3

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  这篇综述系统阐述了药物污染物(Pharmaceutical Pollutants)对生态系统的多重危害及其在环境中的伪持久性(Pseudo-persistence),重点探讨了生物修复技术(如植物修复Phytoremediation、微生物降解等)在消除药物污染物生态毒理效应中的三重底线(Triple Bottom Line)优势——经济、环境与社会效益。文中援引全球案例(如亚洲160种药物在废水中的检出、美国饮用水中卡马西平51?ng/L的残留),揭示了传统污水处理厂(WWTPs)的局限性,并对比了纳米技术(Nanotechnology)、人工湿地(Constructed Wetland)等新兴技术的应用潜力。

  

Abstract
药物污染日益加剧,对环境和生物健康构成严重威胁。尽管环境中的药物污染物浓度较低,但其持续释放和长期暴露特性使其成为陆地和水生生态系统的重大隐患。这些污染物广泛分布于土壤、地表水、地下水甚至饮用水中,导致非目标生物出现发育异常、繁殖率下降和抗生素耐药性等问题。主要污染源来自水产养殖和畜牧业的废水与粪便肥料。植物与微生物在降解过程中扮演关键角色,但关于污染物在植物组织内的积累与降解机制研究仍显不足。

Introduction
现代社会中,药物化合物已成为不可或缺的存在。研究表明,这些生物活性物质通过人类排泄物、医疗废物泄漏等途径进入环境,形成伪持久性污染。以布洛芬、双氯芬酸为代表的非处方药在全球水体中频繁检出,而传统污水处理技术(WWTPs)无法完全去除其残留。尽管浓度仅为ng/L至μg/L级(如巴基斯坦地下水中替加环素21.3?ng/L),长期低剂量暴露仍会破坏生态系统平衡,并通过食物链引发抗生素耐药危机。

Categories of pharmaceutical pollutants
药物污染物涵盖降血脂药、β-受体阻滞剂、抗生素等水溶性差但亲脂性强的化合物。其离子化基团特性导致环境迁移能力复杂,尤其在污水处理厂(WWTPs)出水中持续存在。

Impact on ecosystem and organism health
这类污染物对水生生物造成基因毒性,如鱼类性别比例失衡;陆地植物则出现光合作用抑制和氧化应激。更严峻的是,通过生物富集作用,人类可能摄入含抗生素残留的农作物,加速超级细菌的演化。

Bioremediation techniques
相较于化学氧化等传统方法,生物修复技术展现出独特优势:

  1. 植物修复(Phytoremediation):利用柳树等超富集植物吸收污染物,根系分泌物促进微生物共代谢;
  2. 人工湿地(Constructed Wetland):通过基质-植物-微生物三级作用降解药物,对磺胺类去除率达80%;
  3. 纳米材料(Nanotechnology):氧化石墨烯/Fe3O4复合材料可靶向吸附四环素类抗生素。

Conclusion
药物污染治理需多技术协同,而生物修复因其成本效益和生态友好性成为优选方案。未来研究应聚焦污染物-植物-微生物互作机制,并开发标准化评估体系。沙特伊玛目大学(IMSIU)资助的本项目为相关研究提供了重要数据支撑。

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