从杀虫剂到咖啡因，影响生物体的化学物质正悄然进入全国的河流和溪流。这是美国地质调查局（USGS）和美国环保署（US EPA）两项互补性研究得出的结论，两项研究均于今日发表在《环境科学与技术》杂志上。
这不仅是环境生物的担忧，也可能影响人类健康——河流和溪流是全国大部分饮用水源的供给地。之前的研究表明，水处理厂可以去除部分污染物，但并非全部。
“有大量研究表明，这些污染物即使在低剂量下，就像我们这里看到的，实际上也能引起生物学效应，”美国地质调查局水文学家、两项研究的合著者Paul M. Bradley表示。Bradley说，这些效应极其广泛；“当你在考虑溪流环境时，你谈论的是整个食物网。从微生物一直到大型鱼类和哺乳动物。”
Bradley和他的同事从35条水道采集了水样，其中包括三个远离人类居住地、作为对照的地点。其余的水样则取自城乡混合环境。研究人员从每个地点采集了足够的水量进行两项独立测试。第一项测试检测了719种选定化合物的存在情况。
在这719种化合物中，超过一半，即406种被检测到，这表明人类制造的化学品正在进入更广泛的环境。前十种化学品包括八种杀虫剂和两种药物——咖啡因和二甲双胍，一种用于治疗2型糖尿病的药物。值得注意的是，这些化学品并非单独存在——而是以一种稀释的混合物形式存在，化学物质相互交织。
第二项测试更耐人寻味。它们没有检测特定化学品的存在，而是使用生物测定法测试水样，生物测定法检测化学物质对生物体的影响。以咖啡因为例，对咖啡因敏感的人可以通过测试咖啡因的存在来检测一杯咖啡中的咖啡因，或者他们可以喝下去看看是否会让他们感到紧张。生物测定法就像喝咖啡，但是在细胞层面进行的。它有局限性——毕竟咖啡因不是唯一会让人感到紧张的药物——但也有它的好处。如果你不知道咖啡含有咖啡因，你可能不会特意去检测它。但如果你知道喝咖啡让你紧张，你可能会去寻找原因。
在这种情况下，他们测试了水样是否影响雌激素受体（女性性激素）、雄激素受体（男性性激素）和糖皮质激素受体（类固醇中常见的抗炎化合物）。他们发现水样影响了所有三种，这并不完全令人意外。但当他们试图将生物活性与可能引发受体反应的化学物质联系起来时，他们在雄激素和糖皮质激素化合物方面遇到了困难。根据他们对水中存在的406种化学物质的理解，雄激素和糖皮质激素受体的反应强度不应如此之高。回到咖啡因的例子，这就像喝了一杯脱因咖啡却感到像喝了一杯加了一份浓缩咖啡的咖啡一样紧张。这说不通，但显然有什么东西让你颤抖。
“可能是我们没有分析的化学物质正在与受体相互作用，”Bradley说。“也可能是这些化学物质的组合产生了我们不知道的综合反应。或者，也可能是一些化学物质确实与这些受体相互作用，而我们只是没有意识到——因为之前没有人直接测试过它们是否会与这些受体结合，所以我们不知道它们会结合。”
长期的环境和健康影响尚不清楚，但认为其影响为零是愚蠢的。
“重要的是要记住，这些化合物之所以可以商业化，是因为它们是专门设计来产生生物学效应的。它们的商业价值就基于其已证实的生物学效应，”Bradley说。“也许更有用的问题是‘你为什么会认为它们不会对环境产生影响？’”
许多检测到的化学物质是药物。虽然药物正逐步淘汰动物模型，但它们最早测试人类药物疗效的方式之一就是用鱼类来测试化合物。这意味着，没有理由认为我们河流和溪流中的水生生物不会受到我们排入水中的化学物质涌入的影响。“我们不像有些人愿意相信的那样截然不同，”Bradley说。
这项研究及类似研究的目标不是停止所有化学研究。相反，这是了解我们排放到世界上的物质的第一步——而且规模巨大。他们检测的719种化合物仅占目前生产的85,000种制造化学品的很小一部分。而且这个名单还在不断增长。
与此同时，研究人员发现化学物质浓度最高的地方与污水处理厂的距离密切相关——河流或溪流离污水处理厂越近，水中化学物质含量越高。避孕药、糖尿病药物和其他治疗药物不会仅仅停留在我们的体内。如果它们只是留在体内，我们就无需服用多次剂量。相反，化学物质会从我们的身体排出，最终随废物被冲进马桶，最终到达污水处理厂。如何减少它们在水处理过程中的含量是另一项研究。“我们是在靠近源头（我们的家和建筑物）处理废水，还是将其收集起来统一处理？”Bradley说。
有多少化学物质最终进入我们的水道，以及我们如何阻止它，将是一个持续的问题，并带来严重的后果。
“我们是否应该采用绿色化学？”Bradley说。“我们是否应该改变设计分子 Moles 的方式，使其不再最大化其生物活性和储存寿命，而是设计出更容易降解、更具靶向性、不会过多影响非目标生物的化合物？”
这些是研究结果提出的问题。我们如何回答，还有待观察。
注意：早期版本的水样采集地图加载不正确。我们已更新地图以反映正确的位置，并对由此造成的错误表示歉意。
