作者:Emma J. Rosi-Marshall 来源:《生态应用》 发布时间:2013-5-10 15:30:52
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制药废水影响生物膜生长危及河流生物

 
溪流中的药物可能会减缓绿色黏滑的生物膜的生长,而鱼和其他动物则以这种生物膜为食。
 
图片来源:William H. Mullins/Science Source
 
城市和城镇周边的许多河流都含有来自废水处理厂或者制药厂的药物。虽然,药物的浓度大多在几兆分之一,但是这些化合物仍能够伤害到水生生物,比如激素将雄鱼变成雌鱼或者由于它们摄入了抗焦虑的药物而变得异常饥饿。现在第一个相关研究显示了药物给食物网络的基础造成的影响——这个基础就是河床上覆盖着的富有营养的微生物黏膜。但是,专家提示这项研究只是初步的。
 
顺着下水道排出的流经污水处理厂并且最后进入溪流的化学物质构成了一个长长的清单:抗生素、咖啡因,以及肥皂和洗发液的配料,而这仅仅是几个例子而已。美国纽约米尔的卡里生态系统研究所的河溪生态系统生态学家Emma Rosi-Marshall和她在伊利诺伊州、印第安纳州的同事都想知道普通的化学制剂对生物光合作用和呼吸作用的影响,这两个作用是整个生态系统的基础。Rosi-Marshall说:“检测这些过程就像是在为溪流号脉一般。”
 
研究小组检测了生物膜,它是细菌、藻类、真菌以及有机物的集合,通常附着在河床的岩石上。生物膜很重要,而部分原因是因为鱼、螺以及昆虫会一点一点地吃掉它们并以此获得营养。然而,此前还没有人注意到药品对这一光滑物质的生态功能所造成的影响。研究人员采用了用以研究河溪生态营养过剩的影响的一项技术:他们在一些30毫升的杯子中装满琼脂并加入一种药物,然后在上面盖上可以让生物膜在其上面生长的过滤器。他们让这些杯子浸泡在3个不同的小溪中18天,而药物则以一个相对恒定的剂量扩散到杯外。作为对照的杯子中没有盛放药物。
 
他们将试验中装有6种药物——抗组胺剂、咖啡因、抗生素和抗糖尿病药物等——的杯子与没有药物的对照杯相比,这些药物抑制了藻类的生长达4%到22%。呼吸作用被削弱超过一半,而在一条小溪中,光合作用被抑制了99%。研究结果将在近日的《生态应用》网络版上发表。抗组胺剂苯海拉明对藻类有很强烈的影响,尽管在其他研究中更高剂量的抗组胺剂苯海拉明并没有显示出对甲壳纲动物水蚤或植物有影响。“我们对如此强大的作用感到很吃惊。”Rosi-Marshall说,“这一情况仍然让人觉得很奇怪。”
 
没有参与这项研究的麦迪逊威斯康星大学的淡水生态学家Emily Stanley说:“我认为这项研究结果非常重要。河流中基础的活动过程正在放慢速度。”
 
对该研究最大的限制就是研究小组不知道药物暴露在生物膜上的浓度。对于瑞典哥德堡大学的动物生理学家Joakim Larsson来说,试验结果还不够完美。“除非知道药物的剂量,否则这样做的意义不是很大。”他说。但是Stanley认为,试验中的药物“释放出的剂量大致与现实是一致的”。
 
得克萨斯州韦科市贝勒大学的水生生态毒理学家Bryan Brooks认为,这项研究对以后进一步研究药物对生物膜的影响有着非常重要的作用,并且最终会对美国《水净化法》规章的制定起到非常重要的作用。他说,找出药物在小溪与河流中与化肥、农药以及其他所有化学品混合起来会产生什么样的影响也是至关紧要的。
 
(杨济华 译自www.science.com,4月8日)
 
《中国科学报》 (2013-04-09 第2版 国际)
 
 
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