用廢水灌溉的農作物在葉子中儲存藥物

約翰霍普金斯大學的新研究表明，一些作物——番茄、胡蘿蔔和生菜——往往主要將這些化學物質儲存在葉子中​​。這個結果可能會讓吃番茄和胡蘿蔔的人放心，因為我們通常食用的部分是果實和根，而不是葉子。

該研究發表於 環境科學與技術，是了解城市廢水灌溉作物安全性的更廣泛努力的一部分。在大多數情況下，這些水在重新使用之前已經經過處理設施處理。

「農業實踐對淡水資源提出了巨大的需求，」約翰霍普金斯大學的博士生、該研究的主要作者丹妮拉桑切斯說。 “由於降水不足和乾旱威脅著全球供水，我們面臨著未來的水資源短缺，只能通過重複利用處理過的廢水來解決。” “為了繼續安全地使用廢水，我們需要更深入地了解作物物種在水中代謝或分解物質的位置和方式。”

研究農作物如何吸收精神藥物

桑切斯檢查了經過處理的廢水中經常檢測到的四種精神活性藥物：卡馬西平、拉莫三嗪、阿米替林和氟西汀。這些藥物用於治療憂鬱症、躁鬱症和癲癇發作等疾病。

為了研究植物如何與這些藥物相互作用，研究人員在溫度控制的房間裡種植了番茄、胡蘿蔔和生菜。這些植物被提供了由超純水、鹽、營養物質和藥物製成的營養液，持續時間長達 45 天。

然後，科學家們從每種植物的不同部位收集了樣本。他們利用先進的化學分析方法，研究了植物如何吸收藥物、植物處理藥物時會形成哪些副產品，以及這些物質最終在植物組織中的位置。

藥物集中在植物的葉子中

分析表明，藥物及其降解產物主要積聚在葉子中。與番茄果實相比，番茄葉中這些化合物的濃度高出 200 倍以上。胡蘿蔔葉子中的含量是可食用根中含量的七倍。

研究人員強調，這些測量結果不應被解釋為健康警告。相反，這些結果提供了植物如何分配透過灌溉水進入的化學物質的更清晰的圖像。

水如何透過植物運輸藥物？

研究人員表示，水流過植物的方式可能有助於解釋這種模式。水將營養物質和其他分子輸送到整個植物，從根部向上穿過莖到達葉子。

藥物化合物隨著這種流動而移動。當水到達葉子時，它會透過稱為氣孔的小開口蒸發。當水逸出時，剩餘的藥物化合物保留在葉組織中。

「植物沒有成熟的機制來排泄這些藥物化合物，」桑切斯說。 “它們無法像人類那樣輕易地通過排尿消除廢物。”

為什麼植物會儲存藥物化合物？

由於植物無法輕易去除這些物質，因此這些化合物往往保留在其組織內。有些嵌入葉細胞壁中，而有些則容納在稱為液泡的結構中，該結構充當包含不需要的細胞內物質的儲存室。

隨著時間的推移，這些藥物及其衍生物會在植物組織中積累，因為沒有有效的方法可以讓它們被植物消除。

有些藥物比其他藥物產生更多

研究也發現植物以不同的方式處理不同的藥物。例如，癲癇藥物拉莫三嗪及其衍生物在所有植物組織中的含量都相對較低。

卡馬西平表現出不同的模式。它在整個植物中以較高的濃度積累，包括可食用的胡蘿蔔根、番茄果實和生菜葉。如果監管機構最終檢查潛在的健康風險，確定哪些藥物容易積聚在可食用植物部分中可能有助於指導這些評估。

對未來監管的影響

「僅僅因為這些藥物常見於經過處理的廢水中，並不意味著它們會對植物或植物消費者產生任何可測量的影響，」共同作者卡斯滕·布拉斯（Carsten Brass）說，他是約翰·霍普金斯大學環境健康與工程副教授，研究環境污染物和廢水。

布拉斯補充說，像這樣的研究強調了不僅檢查原始藥物而且檢查工廠加工它們時形成的副產品的重要性。布拉斯說：“我們希望這項研究將有助於確定應該進行更詳細評估的化合物，以支持未來潛在的法規。”