1996年，印度北部拉贾斯坦邦的一位生态学家照例前往野外观测时，竟然发现了至少50只兀鹫的尸体。这些尸体凌乱分布在灌木丛、树枝和地面上。回到办公室后，他迅速联系了其他同事，才意识到几乎每个人都看到了类似的景象。

直到2004年，一项发表于《自然》（Nature）的研究终于指出，这些兀鹫的死因是一种人类的药物——双氯芬酸。双氯芬酸是一种非甾体类药物，具有良好的消炎止痛效果。随着仿制药让双氯芬酸的价格大幅下降，许多印度农民开始用它治疗牲畜。然而双氯芬酸对鸟类来说是剧毒的，这些牲畜体内残留的药物让印度兀鹫的数量在短短几年内下降了95%以上。

一种化合物要从实验室里的候选分子，最终成为我们手中的药物，需要经历层层严苛的选拔。有时，它必须在较低的浓度下就能精准发挥生物活性。在另外一些情况下，有的药物需要足够稳定，能够抵抗人体复杂的代谢系统，保证药效的持续发挥。然而，当药物流入环境中之后，这些让化合物成为良药的卓越品质，却变成了切实的威胁。

一直以来，德国联邦环境局（German Environment Agency）都在根据全球发表的论文追踪地球环境中的药物污染。根据他们2021年发布的最新结果，科学家已经在全球水体中检测到了多达992种药物活性成分及衍生物。从抗菌药、抗炎药到精神类药物，几乎所有类型的药品都通过制药厂废物排放、家庭丢弃，甚至是人（与牲畜）的排泄渗入了全球水循环。

全球污染地图

长期以来，我们对全球水体中药物污染的了解非常有限，往往只集中在少数地区，直到2022年，一项发表于《美国科学院院刊》（PNAS）的研究首次全面绘制了全球水体的药物污染地图。

由英国约克大学的研究者领导的一个国际团队展开了一项规模空前的调查，他们在遍布全球各个大洲的258条水系中设置了一千余个监测点位，筛查了其中61种活性药物成分的浓度。结果发现，在超过四分之一的监测点，至少有一种药物的浓度超过了水生生物安全阈值，可能对生态系统构成威胁。

监测结果显示，药物污染往往在有药物制造厂排放且缺乏废弃物处理设施的地区最严重，这些地区大多集中在撒哈拉以南非洲、南亚和南美洲的中低收入国家和地区。其中，巴基斯坦的拉合尔市检测到的平均药物浓度最高，达到了70.8μg/L。而污染最严重的是玻利维亚的塞凯河（Rio Seke），这里单个采样点所有药物的总浓度达到了297μg/L，研究者在这条河道的上游发现了化粪池排放的痕迹，在河岸附近也有明显的生活垃圾倾倒的迹象。

在所有调查的水体中，最常见的两种药物分别是治疗癫痫和神经疼痛的卡马西平，以及用于治疗2型糖尿病的二甲双胍。从浓度来说，咖啡因、尼古丁和扑热息痛在水体中的浓度最高。在塞凯河，河水中扑热息痛的浓度甚至达到了227μg/L。

从药物污染的分布中，我们也能看到一些地区公共卫生状况的差异。例如抗病毒药奥司他韦和抗真菌药酮康唑仅在亚洲检出，而抗疟疾药物青蒿素则仅在非洲检出。同样差异巨大的还有抗生素药物，研究团队发现，在一些非洲国家，由于药物获取监管宽松（有些地区可以无需处方直接购买抗生素），抗生素的平均浓度明显高于其他大洲。

爱冒险的鲑鱼

药物的设计往往针对一些演化上保守的通路，保守的意思是同样的通路也广泛存在于其他生命分支中。因此，当这些药物进入环境，便可能成为意想不到的生态干扰因素。

最近，一项发表于《科学》（Science）的研究证实了这份担忧。该研究首次揭示了精神类药物氯巴占如何影响大西洋鲑（Salmo salar）的关键行为。

大西洋鲑的生命周期很复杂。它们从淡水河中出生，长到两岁左右时，幼鲑会在春季第一次前往海洋。在海洋中继续生长数年后，性成熟的鲑鱼会再次返回自己出生的河流进行繁殖。对于许多幼鲑来说，从河流第一次入海的迁徙称得上是它们一生中最危险的旅程。

瑞典农业大学的研究团队进行了一项为期两年的大规模野外实验，他们让两百多条幼鲑暴露于含有低浓度药物（50μg/L）的水中，这些药物包括抗癫痫药氯巴占、止痛药曲马多，以及氯巴占和曲马多的混合物。随后，这些幼鲑会被打上标记，放归到瑞典中部的达尔河（River Dalälven）。它们需要从达尔河出发，穿越两座水电站的大巴，最终游入波罗的海。

水电站是幼鲑迁徙的主要障碍，它们必须找到安全的路径，避免被用于发电的水轮机伤害。这个过程需要足够快，否则它们就可能被捕食者吃掉。数据显示，接触了氯巴占的幼鲑通过大坝的速度快得惊人，它们穿越第一座大坝平均时间为2.77个小时，而其他组（包括空白对照组）则需要7~9小时。

为了探究幼鲑行为改变背后的机制，研究者在实验室中再次进行了对照实验。结果显示，在模拟捕食者存在的环境下，对照组的鲑鱼会迅速聚集，形成紧密的鱼群以降低个体被捕食的风险。然而接触过氯巴占的鱼群则表现得更松散，活动范围也更大。

换句话说，氯巴占正让鲑鱼变得更加勇敢和爱冒险，这种冒险行为意外地帮助它们更快穿越了水电站这种人造阻碍。然而，研究者也警告，在海洋中，集群行为减弱和冒险倾向增加，很可能会让这些鲑鱼更容易成为捕食者的猎物。

真正的危机

如果说对鱼类行为方式的改变只是生态环境受到的长远冲击，那么水体药物污染对人类最直接也最严峻的威胁，则是抗生素耐药性（AMR）的蔓延。世界卫生组织已将AMR列为全球十大公共卫生威胁之一，它正让肺炎、结核病等曾经可治愈的感染变得越来越难以控制。而被抗生素污染的河流，正在成为这场危机的温床。

2018年，英国埃克塞特大学开展了一项名为“海滩冲浪者”的调查，首次发现水体可以是耐药菌的传播源头。这项研究调查了300名冲浪爱好者，他们因为冲浪吞入的海水量可达普通游泳者的十倍。结果显示，9%的参与者都携带某种耐药细菌，而在普通人群中，这一比例仅为3%。

“如果有孩子在被污染的小溪中玩耍，或者是动物饮用这些水，他们可能会摄入已产生耐药性的细菌。”2022年那项《美国科学院院刊》研究的通讯作者，阿利斯泰尔·博克索尔（Alistair Boxall）在接受《卫报》（The Guardian）采访时表示，“那些你认为未受污染的环境，也并不是真的安全。”2024年，博克索尔的团队再次调查了英国多个国家公园中看似干净的河流，并发现其中一条被列为“具有特殊科学价值的生态保护区”的溪流，药物污染程度高居英国第二，甚至比伦敦中心区的河流更严重。

一部分原因可能是因为这些国家公园本身就是热门的旅游景点，而另一部分原因可能就是附近居民的生物污水——科学家在水体中检测出了大量治疗糖尿病和高血压的药物，这可能就来自居住在国家公园附近的许多老年人。

当我们服用药物时，并非所有成分都能被人体吸收，其中很大一部分会随着排泄物排出体外，经马桶冲入污水系统后进入污水处理厂。然而许多国家还没有检测药物污染，或是在水处理系统中清除药物污染的流程。人类的排泄也并非唯一的污染源，全球超过一半的抗生素会在农场使用，这些污染物最终往往会经土壤流入河流，这让药物污染的影响更为广泛。

目前，瑞士是唯一一个升级污水处理设施、试图滤除这些化学物质的国家，欧洲其他国家也在效仿瑞士的做法，要求在2045年前配备类似的污染物处理设施。

“知道里面有什么垃圾之后，我不会在英国任何一条河里游泳了。”博克索尔说道。

一个城市总会有一些让人不寒而栗的传说，比如一栋废旧高楼在半夜总会传来古怪的声音，似乎是在闹鬼；某个建筑群似乎建在一片古老的坟地上，因为那里总是聚集着乌鸦。20世纪30年代，围绕着纽约市布鲁克林的戈瓦纳斯运河（Gowanus Canal）也有这样一个都市传说：它是黑手党的倾倒场。

这其实有迹可循，当时的警察曾在运河中分别发现过一位敲诈勒索犯和一位工会主席的尸体，附近的渔民也曾在河中捞起一个装有人体器官的手提箱。这样没有谜底的死亡和意外坠河的事件，至今在戈瓦纳斯运河都不绝如缕。

彰显着罪恶的运河

但这条运河掩盖的“罪恶”，可能远不止如此。1849年，纽约市的立法机构授权将还是淡水溪流的戈瓦纳斯运河打造成一个集航海活动、工厂和住宅区于一体的繁华枢纽，一直通往布鲁克林的中心。繁华的一部分代价就是在不到40年内，戈瓦纳斯运河就受到了严重污染，如今更是“美国污染最严重的河流之一”。

现在，当地的政府会提醒居民最好不要与戈瓦纳斯运河的河水接触，恐会造成皮肤刺激、红肿和细菌感染等，若是碰到河中污泥可能会出现重金属中毒，甚至还有致癌等风险。然而，这些并不能阻止源源不绝的腐臭气味从运河中散发出来——这个现象从19世纪末期就开始了，已成为这个城市的象征。据当地居民反馈，2023年，在运河附近的住宅和建筑物内，发现了高浓度的致癌化合物三氯乙烯，而随着河床中的恶臭污泥被清理，更多更危险的毒素正在被释放出来。

这一切都因为在运河诡异、沉默的墨绿色河水之下，其河床中已积累了近一个半世纪的污染物。早在19世纪，就有报道称，运河底部有一层厚厚的“黑色蛋黄酱”淤泥。美国纽约大学的计算生物学家伊丽莎白·赫纳夫（Elizabeth Hénaff）表示，这些污染性的沉积物已经堆积了3米～6米厚。它们由运河中原始的沉积物、逾150年的工业废料、周边地表径流流入，以及混合污水溢流（CSO）和涌入河道的潮汐共同塑造。

2025年4月，赫纳夫和多所机构的研究者合作在《应用微生物学杂志》（Journal of Applied Microbiology）上发表了一项研究。他们发现，该运河的河床中堆积了非常多的化学污染物，除了砷、铜、铅、铁等重金属，还有多氯联苯（PCB）、四氯化碳等含氯化合物、以及二溴乙烷等杀菌剂、多环芳烃（PAH）和多种挥发性有机化合物（VOC）与半挥发性有机化合物。此外，其中还有一些石油基化合物、盐水酒石酸等溶解性盐类与酸性物质。罗格斯大学的环境微生物学家马克斯·哈格布洛姆（Max Häggblom）则表示，戈瓦纳斯运河“就像一锅化学汤”。

驾驭极端环境

这条运河遭受的最主要的污染来自煤炭工厂。19世纪，该运河沿岸的煤炭工厂开始以大量运河河水为介质，将煤炭转化为气体、液体和固态燃料，用于支持城市的照明系统和工厂发展。而生产带来的废水和煤焦油，大多会被直接排入运河之中。

一时之间，河道中充斥着蒸腾的污水和工业废渣，而布鲁克林屠宰场的血液废弃物也为其“增光添彩”，让泛着油污的运河呈现出暗红色。除此之外，沿岸修建的面粉厂、水泥厂、染坊，以及油漆和油墨化工厂等，都将大量污染物排放到运河中。当地的居民曾十分讽刺地基于运河的颜色，将其称之为“薰衣草湖”。另一方面，在暴雨时节，当纽约市的合流式下水道系统超载时，布鲁克林整个城市的生活污水也会直接排到运河之中。

然而，在这个由“黑色蛋黄酱”、 灰绿色化学汤和淡黄色浮沫组成了“三明治“运河中，赫纳夫和同事却看到了生的希望。这恰是自然界的一个神奇之处，攻克剧毒的生物，有时就会生活在剧毒的附近，有很多科学研究都证实了这一点。

于是，赫纳夫和同事全副武装地划船进入这条臭气熏天的运河，采集运河下的沉积物样本，并从一些环境承包商那里获得了更深处的沉积物岩心。她们采用宏基因组测序技术和生物信息学的方法分析了这些样本，发现了455种微生物。其中最多的是细菌，有241种，其次是病毒/噬菌体，也有201种，剩下的则都是古菌。这些微生物并不是生面孔，此前曾在海洋或淡水及其沉积物和土壤中被发现，其中有不少极端微生物，具有嗜冷、嗜热或嗜盐等特性。

另一方面，运河中高浓度的有毒化合物也塑造了另一种极端环境。他们分析了来自这些微生物的基因，发现了它们会通过61条生物途径，对其中的各类有机化合物进行降解、利用或者同化。其中涉及最多的是甲苯的降解，其次是儿茶酚和其他的酚类化合物。一种名为Cycloclasticus zancles的细菌可以降解3种儿茶酚类化合物，而荧光假单胞菌则降解另外两种酚类化合物。

除了能应对这些有机化合物，这些微生物中还拥有超过3000个和重金属相关的基因，其中最多的是和铁离子相关的基因，其次是钴、铜和镍等10种金属。对于细菌来说，有很多金属都是生化过程中必不可少的辅助因子，但与此同时，高浓度的重金属会变成一种应激源。

这些细菌一方面会通过氧化还原、结合和转运等方式来利用金属离子，但另一方面会通过外排等方式来抵抗金属离子的伤害，进而适应这样极端的环境。 在赫纳夫等的人的研究结果中，有超过200种细菌有一个或多个处理金属的基因，更是有多达6种细菌有超过20个金属处理基因，其中包括自养脱硫杆菌（Desulfobacterium autotrophicum）、甲烷杆菌Methanobacterium lacus等。

不可忽视的是，其中还很多会威胁人类的耐药菌——研究人员认为这可能和生活废水排入运河有关。赫纳夫等人发现这些细菌对8类抗生素都有耐药性，拥有有28个耐药基因，主要针对利福霉素（包括利福平）、氨基糖苷类、四环素类和磺胺类等，此外还拥有多药耐药性基因。

淤泥清理开始，臭味灾难

2010年，戈瓦纳斯运河证实被美国环境署（EPA）认定为超级基金地点（Superfund site），列入了国家优先治理清单。在包括赫纳夫等研究者的眼中，每个超级基金地点都拥有着独一无二的污染物组成，这意味着它们都潜藏着一批细菌宝藏。

高浓度的有毒化合物会让很多细菌无法生存，它们会让位于一些能降解和利用有毒化合物的细菌，而这些细菌不仅能降解复杂的碳氢化合物，吸附固定重金属，还通过环境磨炼组成了一个能适应甚至修复极端环境的群落——不过在采样和研究的时候，需要格外小心。他们期待着分离一些关键的细菌加以培养，或是好好利用珍贵其中发挥关键作用的基因和酶，帮助修复其他受污染的环境。

不过汝之蜂蜜，彼之砒霜。随着戈瓦纳斯运河开始治理，当地居民经历的长期的慢性臭味困扰，如今已演变为巨臭弹药的轰炸。据去年10月的一篇报道，当地的环境部门已经开始清理运河东边河道中的淤泥，并用大卡车将它们运送到了专门处理的机构，但持续收到了附近居民的投诉。

附近的内文斯街居民将这种气味形容为“浓烈的臭鸡蛋味”和“50年没有遇到过的、极其难闻的粪便味”。而由于空气弥漫着恶臭，很多居民夏天不得不关窗睡觉，甚至不敢开空调。一些投诉认为只隔着一层防水布运送这样恶臭熏天的污泥并不妥，并且十分担心淤泥会在运输过程中被甩出卡车，散落在街道上。

而更严重的情况是，一些居民在运河的处理期间不断生病。据美国环境保护局（EPA）的人类健康风险评估员罗拉·史密斯-斯坦斯（Lora Smith-Staines），即使在短时间内少量接触运河中的污染物，也会引起头痛和恶心，而其中的萘（一种芳香烃化合物）是罪魁祸首。

此前为了阻止臭气，清理的机构使用了“抑制气味的泡沫”，在处理的运河区域搭起了帐篷，并在整个夏天持续喷着香水。根据纽约州环境保护部文件，该项目的第二阶段会在今年夏季开始，工作人员还计划将喷涂型矿物基膜、隔夜防水布以及用无味的气味喷雾来限制恶臭，并且会将9～10个月的工期缩短到5个月——但在当地的居民看来，这些仍然还不够。

无论是对于运河中的微生物，还是附近的居民，戈瓦纳斯运河似乎从一个曾被忽视的城市象征，转变为了一个活生生的“实验室”。

海底弹药“垃圾场”

千禧年之际，德国的考古学学者迪特尔•古尔丁（Dieter Guldin）决定和自己的老朋友、地球物理学家埃德加·施瓦布（Edgar Schwab）开设一家小公司SeaTerra，目标是消除一种会严重破坏海洋环境的历史遗留污染。但他完全没想到还需要再过24年，才能开始实现这个目标。

2021年，德国政府启动了全球首个有针对性地从海洋中清除弹药残留物的计划，旨在对遗留在德国波罗的海和北海盆地海域的未爆炸弹药进行可持续性废弃处置。此次计划的预算为1亿欧元，已于2024年秋季在波罗的海西南部的吕贝克湾（Bay of Lübeck）开始。SeaTerra正是参加这项计划的三家公司之一。

据古尔丁的说法，德国的海域中几乎每一平方公里都有未爆炸弹药。据相关专家估计，仅德国部分的北海盆地和波罗的海有160万吨常规弹药和5000吨化学武器正在腐烂。它们是一战和二战时期的遗留物，其中包括水雷、鱼雷、深水炸弹、炮弹和航空炸弹等。

在二战结束时，冲突的双方不想把弹药留在陆地上，因为可以销毁它们的设施实在太少，于是便延续了一战结束时的做法——将这些弹药和化学武器倾倒入大海。近80年来，这些弹药和化学武器正在海水中慢慢腐败，其中高能的有毒有害物质释放到海水中。

向海水中释放

今年3月，德国基尔亥姆霍兹海洋研究中心（GEOMAR）的科学家发表了一项研究：他们在2017年和2018年对德国波罗的海海域进行了详细采样，并测量了海水、悬浮颗粒和沉积物中的弹药化学物质含量，包括2,4,6-三硝基甲苯（TNT）、1,3,5-三硝基-1,3,5-三嗪（RDX）和1,3-二硝基苯（DNB）。这些化合物都具有毒性和致癌性，其中TNT主要会损伤肝脏和造血系统等，而RDX具有神经毒性，也会损伤肝肾，严重可能会导致死亡。DNB则会导致溶血、肝损伤及神经毒性等。

他们发现，几乎每个水样中都至少有一种从弹药里释放的有毒化学物质，浓度从每升不到1至几千皮摩尔（pmol/L，1 pmol等于10^-12mol），且大多都溶解在海水中。虽然，这些有毒物质的浓度在大部分样品中都远低于饮用水限值或者海洋生物的毒性阈值，但在另一些样本中却已接近临界水平。在吕贝克湾中1,3,5-三硝基-1,3,5-三嗪和1,3-二硝基苯的浓度最高，而位于其东南部的基尔湾（Bay of Kiel）中的2,4,6-三硝基甲苯含量则特别高。

据悉，波罗的海的弹药“垃圾场”中较多弹药的炸药填充物占比为30%～60%。研究人员因此推测，在这片海域的德国部分中估计有30万吨弹药，并推测随着弹药中的化合物释放，当前的污染水平或可以一直维持超过800年。而且这些有毒和致癌的化合物或已经进入了当地的海洋生态系统中。

在一项于2024年8月发表于《毒理学档案》（Archives of Toxicology）的研究中，德国基尔市的毒理学专家Jennifer Strehse和两位同事分析了德国北海盆地中的比目鱼受到这些有毒化合物污染的情况。他们发现在比目鱼的胆汁中，这些有毒化合物的浓度在0.25～1.25ng/mL之间，而在比目鱼的肌肉组织（鱼片）中，TNT代谢物的最高浓度为1ng/g，TNT的浓度则高达4 ng/g（均为干重）。

基于此，研究人员表示，相比于胆汁，TNT在鱼的肌肉组织中更容易得到积累。而这些有毒化合物不仅是通过食物链在这些鱼中富集，还会通过鱼的呼吸器官——腮进入到它们体内。另外，由于比目鱼喜欢躲藏在海底沉积物中等待猎物，也会更容易接触到沉积物中的2,4,6-三硝基甲苯。

不过，研究人员认为在这些可食用的部位，这些有毒物质的浓度仍然算很低，因此对人类威胁很小。不过，有一些研究也发现，这类鱼出现一些癌症的风险正在增加。随着这些弹药被进一步腐蚀，这些鱼类体内的有毒物质水平或会上升到有毒水平。

目前，更具有威胁的是蓝贻贝。一些蓝贻贝会长期停留在一些腐蚀的弹药金属壳或者化学武器的表面，已经受到了严重的污染，食用它们被证实有致癌的风险。德国的卫生专家建议消费者每周最多吃两顿当地的鱼类，以减少接触重金属、二恶英或多氯联苯。Strehse则表示，贝类、底栖比目鱼，以及在弹药“垃圾场”附近生活的海洋生物有更高的风险受到2,4,6-三硝基甲苯和重金属（砷、铅或汞等）的污染。显然，她自己不会再想食用任何波罗的海产的贻贝。

危险丛生

清理这些海底的弹药“垃圾场”，除了改善海洋的生态环境，减少海洋生物和人类暴露在高能、有毒有害化合物中的风险之外，也将能提供安全的海底区域，促进海洋基础设施的建设，包括开设海洋风电厂，铺设海底电缆和管道项目等等。

随着气候变化导致的气温升高和风暴活动增加，海底弹药的腐蚀速度也正在增加，这些高能的有毒化合物也在进一步释放，时间正在变得愈发紧迫。据Hakai Magazine的报道，SeaTerra在这次计划中的目标是回收约50～80吨的弹药。

然而，清除和销毁这些弹药绝对是一个极其艰巨、十分危险且需要严肃对待的过程。在这些公司进行系统地清理之前，已有超过400人曾因意外接触这些弹药而丧生。其中有很多弹药还像它们刚倾倒入海洋时一样危险，但如今已经变得更加不稳定了。

因此，SeaTerra在清理弹药“垃圾场“时十分谨慎，会先评估其中的弹药和武器类型，对于一些极其危险的武器，他们几乎完全不会去碰。只有在确保弹药安全、可以运输之后，他们才会让部署Norppa 300 机器人将其放置到金属网中，拉到海面上。Norppa 300 是由SeaTerra研发的一款亮黄色的机器人，其具有一些很优秀的能力，比如能在深达300米的海底，甚至是湍急的水域中全天工作。此外，它还配备了声纳和声学成像设备，可以探测和识别埋藏的弹药，并与其他的探测设备合作。

远在轮船操作室的中的专业人员会和Norppa 300配合，一旦他们发现武器中存在雷管，就会派遣潜水员前去拆卸——目前机器人还不具备这项能力。而一些大型的弹药清理工作则需要液压起重机的配合。最终，这些弹药残留都会移交给德国国家的爆炸物处理机构进行拆除。

实际上，不仅是德国的海域，这种历史遗留的有毒物质正在污染世界多处的沿海水域。一些科学家建议将倾倒的弹药归类为“新出现的、让人担忧的历史污染物”，并通过有针对性的补救措施加以解决。在10多年的时间里，古尔丁一直坚持要求德国政府清理这些弹药，让子孙后代免于遭受前几代人遗留下来的战争后果。终于，他们踏出了第一步。