在淡水资源紧张地区,使用处理过的市政废水灌溉农作物较为常见。由于废水中可能残留多类化合物,监管机构与消费者长期关注食物暴露风险,其中包括用于治疗精神疾病的精神活性药物。
约翰斯·霍普金斯大学研究团队近日在《环境科学与技术》发表论文称,番茄、胡萝卜和生菜在吸收相关药物及其副产物后,这些化合物更倾向于在叶片组织中积累。研究人员表示,这一发现为评估再生水灌溉条件下作物体内化学物质的分布提供了依据。

论文第一作者、约翰斯·霍普金斯大学博士生丹妮拉·桑切斯指出,农业生产对淡水需求巨大,随着降雨减少和干旱对全球供水构成压力,再利用处理过的废水可能成为弥补缺口的方式之一。她表示,为了在继续使用废水的同时确保安全,需要更清楚地了解不同作物如何以及在何处代谢或分解水中的物质。
模拟条件下跟踪作物对药物的吸收
研究聚焦四种在处理废水中常见的精神活性药物:卡马西平、拉莫三嗪、阿米替林和氟西汀,相关药物用于治疗抑郁症、双相情感障碍和癫痫。

研究人员在温控室内开展实验,以由超纯水、盐类、营养物质及其中一种药物组成的液体培养液,分别培养番茄、胡萝卜和生菜,最长持续45天。随后,团队采集不同植物组织,并使用化学分析方法识别药物的吸收情况、植物产生的副产物以及这些化学物质在植物体内的最终分布。
叶片富集更明显,果实与根部浓度较低
研究结果显示,药物及其副产物更易在叶片中积聚。番茄叶片中的药物浓度超过果实的200倍;胡萝卜叶片中的浓度约为可食用根部的七倍。研究人员同时强调,这些浓度差异用于描绘化学物质在植物体内的分布,并不直接等同于危险程度。

研究团队提出,水分在植物体内运输养分和分子的过程,可能也推动了药物化合物的迁移:水分主要经根部进入并输送至叶片,随后通过气孔蒸发,而药物化合物及其副产物则更可能留在叶片组织中。
植物的“存储”方式与不同药物的差异
桑切斯表示,植物缺乏类似人类通过排尿排出废物的机制,因此更可能将这些化合物存放在叶片细胞壁或液泡中;液泡在细胞中起到类似“垃圾袋”的作用。研究人员称,随着时间推移,药物及其副产物可能在植物组织中累积。


不同药物在植物体内的表现也存在差异。研究显示,癫痫药拉莫三嗪及其副产物在所有植物组织中的浓度较低;相比之下,卡马西平在植物组织中的积累浓度较高,包括可食用的胡萝卜根、番茄果实以及生菜叶片。研究人员表示,若未来监管机构评估对人体健康的风险,识别哪些药物更易在可食用部分积累将具有参考价值。
约翰斯·霍普金斯大学环境健康与工程副教授、环境污染物与废水研究专家卡斯滕·普拉塞表示,这些药物在处理废水中较为常见,但这并不意味着它们会对植物或植物消费者产生实质影响。
对监管评估的提示:需同时关注副产物
普拉塞指出,此类研究提示,在评估植物对污染物的吸收时,不仅要关注原始药物本身,也应将其副产物纳入考量。他表示,希望研究结果能帮助确定哪些化合物需要更细致的评估,从而为未来可能的监管措施提供支持。