研究用处理后的废水灌溉农作物的科学家发现,痕量药物通常会积聚在植物叶片中。在实验过程中,番茄、胡萝卜和生菜吸收了抗抑郁药和抗癫痫药等药物。然而,番茄和胡萝卜的可食用部分中的药物含量远低于叶片。随着废水回用日益普遍,这些发现有助于研究人员了解农作物如何处理污染物。
约翰霍普金斯大学的新研究表明,某些作物——番茄、胡萝卜和生菜——倾向于将这些化学物质主要储存在叶片中。这一发现可能会让食用番茄和胡萝卜的人感到安心,因为我们通常食用的部分是果实和根部,而非叶片。
这项发表在《环境科学与技术》杂志上的研究,旨在更广泛地了解利用城市污水灌溉作物的安全性。在大多数情况下,这些水在再利用前已通过处理设施进行了处理。
“农业生产对淡水资源需求巨大。随着降雨量有限和干旱威胁全球供水,我们正面临水资源短缺的未来,这可能只能通过重新利用处理后的污水来满足,”约翰霍普金斯大学博士生、该研究的主要作者丹妮拉·桑切斯(Daniella Sanchez)说道,“为了继续安全地使用污水,我们需要更深入地了解作物在何处以及如何代谢或分解水中的物质。”
研究作物如何吸收精神类药物
桑切斯检测了处理后的污水中常被发现的四种精神活性药物:卡马西平、拉莫三嗪、阿米替林和氟西汀。这些药物通常用于治疗抑郁症、双相情感障碍和癫痫等疾病。
为了研究植物如何与这些药物相互作用,研究人员在控温培养箱中种植了番茄、胡萝卜和生菜。在长达45天的时间里,这些植物被供给由超纯水、盐类、营养物质和其中一种药物配制的营养液。
随后,科学家采集了每种植物各部位的样本。利用先进的化学分析手段,他们研究了药物是如何被植物吸收的,植物在处理这些药物时形成了哪些副产物,以及这些物质最终在植物组织中的分布情况。
药物富集于植物叶片
分析表明,药物及其分解产物主要富集在叶片中。番茄叶片中这些化合物的浓度是番茄果实的200多倍。在胡萝卜中,叶片中的含量约为可食用根部的七倍。
研究人员强调,不应将这些测量结果解读为健康警示。相反,这些结果更清晰地揭示了植物如何分布通过灌溉水进入的化合物。
水如何将药物输送通过植物
研究人员指出,水流经植物的方式可能有助于解释这一规律。水将营养物质和其他分子输送至植物全身,从根部向上流动,穿过茎部进入叶片。
"Plants don't have a well-developed mechanism to excrete these drug compounds. They can't easily get rid of waste by peeing, like humans do," Sanchez said.
` * "well-developed mechanism": 发达的机制 / 完善的机制. * "excrete": 排泄. * "get rid of waste by peeing": 通过排尿排出废物. * "like humans do": 像人类那样. * *Draft:* “植物没有完善的机制来排泄这些药物化合物。它们不能像人类那样通过排尿轻易地排出废物,”Sanchez说道。 * *Segment 4:* `Why Plants Store Drug Compounds
` * "Store": 储存. * *Draft:* `植物为何储存药物化合物
` * *Segment 5:* `Because plants cannot easily remove these substances, the compounds tend to remain inside their tissues. Some become embedded in the cell walls of leaves, while others are placed into structures called vacuoles, which act as storage compartments that hold unwanted materials inside cells.
` * "remove": 清除 / 移除. * "tend to remain": 往往滞留 / 倾向于留在. * "embedded in the cell walls": 嵌入叶细胞壁中. * "placed into structures called vacuoles": 被置入称为液泡的结构中. * "act as storage compartments": 充当储存隔间. * "hold unwanted materials inside cells": 在细胞内容纳不需要的物质. * *Draft:* 由于植物难以清除这些物质,化合物往往滞留在其组织内部。有些嵌入叶片的细胞壁中,另一些则被置入称为液泡的结构中,液泡充当储存隔间,在细胞内容纳不需要的物质。 * *Segment 6:* `Over time, these pharmaceuticals and their byproducts can accumulate in the plant tissue since there is no efficient way for the plant to eliminate them.
` * "Over time": 随着时间的推移. * "byproducts": 副产物. * "accumulate": 积累 / 蓄积. * "efficient way": 有效途径. * "eliminate": 消除 / 排除. * *Draft:* 随着时间的推移,由于植物缺乏将其排除的有效途径,这些药物及其副产物会在植物组织中积累。 * *Segment 7:* `Some Medications Build Up More Than Others
` * "Build Up": 积累 / 富集. * *Draft:* `某些药物比其他药物积累更多
` * *Segment 8:* `The study also found that plants handle different drugs in different ways. For instance, the epilepsy medication lamotrigine and its byproducts appeared at relatively low levels across all plant tissues.
` * "handle different drugs in different ways": 以不同方式处理不同药物 / 对不同药物的处理方式不同. * "epilepsy medication": 抗癫痫药物. * "lamotrigine": 拉莫三嗪. * "appeared at relatively low levels": 水平相对较低 / 含量相对较低. * *Draft:* 研究还发现,植物处理不同药物的方式各不相同。例如,抗癫痫药物拉莫三嗪及其副产物在所有植物组织中的含量均相对较低。 * *Segment 9:* `Carbamazepine showed a different pattern. It accumulated in higher concentrations throughout the plant, including the edible carrot roots, tomato fruits, and lettuce leaves. If regulators eventually examine possible health risks, identifying which medications tend to build up in edible plant parts could help guide those assessments.
` * "Carbamazepine": 卡马西平. * "showed a different pattern": 表现出不同的模式. * "accumulated in higher concentrations": 以较高浓度积累. * "edible carrot roots": 可食用的胡萝卜根部. * "tomato fruits": 番茄果实. * "lettuce leaves": 生菜叶片. * "regulators": 监管机构. * "examine possible health risks": 审查潜在的健康风险. * "guide those assessments": 指导这些评估工作. * *Draft:* 卡马西平则表现出不同的模式。它在整株植物中积累了较高的浓度,包括可食用的胡萝卜根部、番茄果实和生菜叶片。如果监管机构最终审查潜在的健康风险,识别哪些药物倾向于在植物可食用部位积累将有助于指导此类评估。 * *Segment 10:* `Implications for Future Regulation
` * "Implications": 启示 / 影响 / 意义. * *Draft:* `对未来监管的启示
` * *Segment 11:* `"Just because these medications are commonly found in treated wastewater doesn't mean they'll have any meaningful impact on the plant or plant consumer," said co-author Carsten Prasse, an associate professor of environmental health and engineering at Johns Hopkins who studies environmental contaminants and wastewater.
` * "Just because... doesn't mean...": 仅仅因为……并不意味着…… * "treated wastewater": 处理后的废水 / 再生水. * "meaningful impact": 实质性影响 / 显著影响. * "plant consumer": 食用植物者 / 植物消费者. * "co-author": 合著者. * "associate professor of environmental health and engineering": 环境健康与工程副教授. * "Johns Hopkins": 约翰霍普金斯大学. * "environmental contaminants": 环境污染物. * *Draft:* “仅仅因为这些药物常出现在处理后的废水中,并不意味着它们会对植物或食用植物的人产生任何实质性影响,”合著者、约翰霍普金斯大学环境健康与工程副教授Carsten Prasse说道,他主要研究环境污染物和废水。 * *Segment 12:* `Prasse added that studies like this highlight the importance of examining not only the original pharmaceuticals but also the byproducts formed when plants process them. "Hopefully, this research will help in identifying which compounds should be assessed in more detail in order to support potential future regulations," Prasse said.
` * "highlight the importance": 强调了……的重要性. * "original pharmaceuticals": 原始药物