J作家喜欢说，进入明尼苏达州北部密西西比河源头的平均一滴水，在到达墨西哥湾之前，将被使用11次。这一滴水可能用于灌溉农作物，流过污水处理厂，从住宅的水龙头流出，通过消化系统，呈弧形进入马桶，漩涡进入下水道，然后再重复一次。无论它的命运如何，在它向南2300英里的旅程中，这水将与各种化学物质、人类代谢物和非自然化合物混合。作家可以证明这一点。20世纪90年代初，当他乘坐一艘政府研究船顺流而下测量污染物时，他检测出了从重金属、农药到咖啡因的各种物质。
但科罗拉多州的水，作家目前的就业基地，应该是一个完全不同的问题。九月底的一个早晨，我和作家正驾车沿着博尔德的郊区行驶。道路两旁是白杨树和柳树，风景如画;羊群在阳光斑驳的田野里懒洋洋地吃草。这位经验丰富的环境工程师指着耸立在我们头顶的山丘上的崎岖、白雪皑皑的山峰，那里是原始水源，流入博尔德水库(Boulder Reservoir)。博尔德水库是该镇的主要饮用水来源，最终是主要支流博尔德溪(Boulder Creek)。
我们在去市中心的路上，美国地质调查局(USGS)的水文学家Writer想带我去博尔德科罗拉多大学附近一个最喜欢的地方。这是博尔德溪的一处田园风光，一家人在这里游泳，狗狗嬉戏，孩子们在夏天玩管子。在博尔德的中央污水处理设施的上游，晶莹剔透的水主要来自阿拉帕霍冰川的径流，以及许多类似的溪流，它们从落基山脉通过凿入山上的水道向下迁移。
所以当我们停下车，走出车时，当Writer告诉我水里有什么东西时，我有点吃惊。最近，他发现了一种名为拉莫三嗪的药物的显著痕迹，这是一种治疗癫痫和躁狂抑郁症的化合物。他推测，这些代谢物来自水库上游一个处理过的废水来源，这个废水来源位于一个名叫尼德兰的小山村，人口只有1445人。
“即使在这条纯净的溪流中，也无法逃避它，”Writer说。“我们看到的是我们的社会是如何被药物治疗的。这些化合物具有极强的持久性，随处可见。”
近年来，美国各地的分水岭研究发现了令人瞠目的抗抑郁药物水平，但他比妥(一种巴比妥酸盐)，磺胺甲氧唑(一种抗菌药物)，卡马西平(一种常用于治疗双相情感障碍的抗癫痫药物)，以及咖啡因、香烟、类固醇和脂质调节剂的代谢物。根据美国地质勘探局的数据，在美国80%的河流中都能发现药物的痕迹。
尽管有这些不祥的发现，但所有这些代谢物对人类健康的影响尚不完全清楚。美国政府问责局(U.S. Government Accountability Office) 2011年的一份报告“证实了全美饮用水中存在药物”，但补充说，“接触这些药物对人体健康的影响在很大程度上尚不清楚。”
T国家供水中的药物痕迹引起了环境科学中很少讨论的一个问题的尖锐焦点，但在未来必将成为突出的问题:日益过时的污水处理厂。
多年来，废水处理是一个相对简单的命题。在过去，生物学家认为大多数污染与固体或细菌和病原体有关。因此，大多数污水处理厂通常通过重力或其他物理手段去除垃圾，将固体从液体中分离出来，然后对残留的液体进行消毒，然后将其释放回流域。许多工厂将水暴露在氯气中，氯气是一种廉价的、高度活性的元素，它能迅速氧化并杀死携带霍乱、肺炎或斑疹伤寒等疾病的微生物和细菌。
然而，现在，随着检测水中微量元素的能力的提高，以及高度用药的城市人口的激增，生物学家发现了许多值得担忧的事情。(2005年至2008年的一项调查显示，12岁以上的美国人中有十分之一在服用抗抑郁药，比1988年至1994年的调查增加了400%。)
美国的水道是一种药剂汤，这种汤每天都越来越难以识别和过滤。
一种担忧是“营养物污染”，这是一种由污水厂和农业径流排放过多的氮和磷到环境中造成的现象。磷是大多数合成洗碗和洗手液、洗衣剂和消毒剂中的常见成分，而氮是人类和牲畜代谢副产品的关键成分。水生植物对营养丰富的废水的反应就像服用了类固醇的举重运动员一样，盛开成巨大的吸氧池，挡住了阳光。今天，藻华正威胁着许多标志性的水域，包括墨西哥湾和切萨皮克湾。
更引人注目的是雌雄同体的鱼。在过去的十年中，大量的研究表明，“内分泌干扰物”或激素代谢物，如避孕药、三苯氧胺和类固醇，正在制造阴阳鱼。在世界各地进行的研究中，通常情况下，污水厂下游的雄性鱼的睾丸中似乎会生长出卵巢组织，而雌性鱼的卵巢中则会产生精子巢，而不是卵子。这些化学物质还会影响子宫内的性别分化，使雄鱼与雌鱼的平衡发生戏剧性的倾斜。在博尔德市污水处理厂下游进行的一项研究中，研究人员发现雄性和雌性鱼的比例为10比90。
生物学家震惊地发现，像百忧解(Prozac)这样感觉良好的药物，正在让小鱼对喜欢吃它们的大鱼的危险毫无顾忌地无动于衷。毕竟，如果你是一个神经过敏的纽约人，要应付学前学费、愤怒的出租车司机和苛刻的老板的压力，那么百忧解对你来说是一种生活质量的恩惠。但在残酷的自然界中，犹豫可能是致命的，因为犹豫可能意味着你将成为别人的午餐。明尼苏达州圣克劳德州立大学(St. Cloud State University)毒理学教授海科·斯恩弗斯(Heiko Schoenfuss)说:“如果你想把它与人类做个比较，它就像一个受损的司机，对威胁反应迟缓，反应迟缓。”斯恩弗斯曾让黑头鲦鱼幼虫服用不同剂量的百忧解。
渥太华大学(University of Ottawa)生物学家万斯·特鲁多(Vance Trudeau)在他的实验室里发现了暴露在百忧解(Prozac)微量物质下的金鱼存在“性副作用”的证据，他说，“百忧解只是冰山一角。”他补充说，美国的水道正在成为一种“药用汤”，他和作家以及其他生物学家说，这种汤每天都变得越来越难以识别和过滤。特鲁多说:“大多数污水处理厂在建造时并没有考虑到去除药物，因为这不是人们考虑的事情。”“升级非常昂贵。所以我们摄入的几乎所有东西最后都进入了水中。”
米任何药物都被明确设计成在人体中缓慢分解。但这也有缺点。缓释药物的有效成分通常被捆绑在不溶性化合物的基质中，这些化合物在释放之前就被排出。
在科罗拉多州，未经处理的污水从博尔德市中心的抽水马桶输送到城郊的北75街污水处理设施需要大约两个小时。这个庞大的工厂坐落在起伏的绿色牧场上，前面是一排排的太阳能电池板，距离博尔德溪汹涌的河水河岸有半个足球场那么高。
在一个晴朗的早晨，我跟在利·里克特(Leigh Rickert)的后面，他是一位和蔼可亲、头发花白的维修经理。里克特告诉我，我们已经进入入口，1300万加仑未经处理的污水预计将在当天到达。这里的恶臭已经比为期一周的摇滚音乐节结束时的一排移动厕所还要难闻了。
瑞克特走到两个巨大的金属格栅前，两个巨大的金属格栅从两根巨大的进水管中冒起，从水里冒出来。这些格栅是粗糙的分选过程的第一步，它将被垃圾堵塞、巧克力褐色的流入水转化为像山泉一样清澈的经处理的流出水。
我们走过一排令人印象深刻的被格栅包围的岩屑，走到外面，进入了一个巨大盆地的综合体。我们走过一个巨大的金属t台，俯视着三组巨大的、带咸味的、冒泡的、发臭的水缸，这些水缸被称为“曝气池”。瑞克特解释说，水池里充满了数十亿微生物，它们最爱吃人类排泄物中的氮和碳化合物。
“这被称为浮动混合器，”里克特指着一个超大的旋转金属圆盘的顶部说，它从淤泥中伸出来，像一座冰山。“基本上，它让食物进入昆虫。虫子吃了屎就死了，当它们死的时候，它们的身体比它们吃的东西更稳定。”
我们走过一个巨大的金属t型台，俯视着三组巨大的、带咸味的、冒泡的、发臭的大桶。
五年前，博尔德成为越来越多安装“活性污泥”工艺的城镇之一，这是一项前沿技术，耗资2850万美元，它将富含氮的人类排泄物转化为微生物，并将原本会从径流中流失的物质转化为生物固体，这些生物固体可以被运走，用作肥料或释放为无害的氮气——这种气体占地球大气的78%。
每天，核电站操作员向这三个盆地排放数十万加仑的人类排泄物。水在盆地中停留24小时，在此期间微生物会将水中50%到55%的氮净化，然后允许其迁移到下一阶段。虽然这些微生物更喜欢吃人类排泄物中简单的氮和碳化合物，但一旦它们吃完，就会转向更复杂的化合物。
“大多数微生物都是常见的土壤细菌，非常善于适应任何食物，”该工厂的废水处理经理克里斯·杜维尔解释说。“他们就像自助餐厅里的孩子。他们会先吃甜甜圈和品客薯片，然后再吃汉堡和米饭，最后可能会吃沙拉。”
杜维尔说，这一过程去除了水中的一些雌激素和其他激素，这些化学物质多年来一直被允许进入博尔德流域。即便如此，许多神经营养物质是如此奇异，以至于吃零食的微生物忽视了它们。其他物质在大桶中需要很长时间才能分解，以至于当微生物在咀嚼其他化合物时，它们会被冲出系统。
“抗抑郁药是生物体通常遇到的大多数有机化合物的典型例子，生物体可能没有必要的生化工具或酶来代谢这些化合物，”作家告诉我。“需要更多的研究来评估其中的原因，但许多抗抑郁药似乎对环境具有相当的持久性。”
从废水中清除那些残留的药物化合物是一个艰巨而昂贵的过程。“目前我们知道的唯一其他选择是使用先进的技术，比如化学技术来氧化和破坏它们，或者过滤掉完全纯净的氢20,”Douville说。“但在这种规模下，这将耗资数亿美元。”
N早些时候，我采访的所有科学家都对药物化合物的激增感到遗憾。“一旦我们在水中发现了一种化合物，制药公司就会说我们找到了更好的，”加州大学博尔德分校的化学家迈克·瑟曼(Mike Thurman)说。“很难跟上;它们已经在改变化合物了。”
在处理过的废水中检测到药物使一些研究人员采取了合乎逻辑的下一步——他们开始寻找水中非法药物的证据。他们并没有失望。根据美国物质滥用和精神健康调查管理局(Substance Abuse and Mental Health survey Administration)的一项调查，2011年，美国12岁及12岁以上的人群中约有2,250万人使用了非法药物，占总人口的8.7%。这实际上意味着，当11%的人口用抗抑郁药及其代谢物淹没下水道系统时，近10%的人口将大麻、可卡因、海洛因或甲基苯丙胺等毒品的代谢物排泄到全国的供水系统中。
Mario Negri药理学研究所环境健康科学系的Ettore Zuccato和Sara Castiglioni在2009年的一项调查中写道:“大量的非法药物残留可以到达污水处理厂，避免降解，并释放到地表水中。”意大利研究人员在意大利、英国和瑞士的水道中发现了药物痕迹。“环境浓度很低，但不能排除对人类健康和环境的风险，”他们写道。吗啡、可卡因、甲基苯丙胺和摇头丸都具有强大的药理活性，它们在地表水中的复杂混合物可能对水生生物有毒。
“社会必须要问这个问题——为什么我们能在这些水平上找到如此多的抗抑郁药?”
2007年,俄勒冈州化学家詹妮弗领域领导的研究小组获得了全国头条宣布他们已经测试了10个主要城市的污水毒品和发现,除此之外,在拉斯维加斯,冰毒的浓度是500%的奥马哈市,俄克拉荷马城的两倍。
这些物质中的一些几乎肯定会进入饮用水。2009年，一个由西班牙公司AGBAR-Aigües de Barcelona的Maria Huerta-Fontela领导的团队检测了来自西班牙一家饮用水处理厂的饮用水。大多数安非他明类兴奋剂和尼古丁在这一过程中被完全清除。但是10%的咖啡因和26%的苯甲酰胆碱(可卡因的主要代谢物)仍然存在于过滤后的水中。
一些专家认为，目前几乎没有证据表明水中的合法或非法药物的微量元素对人体健康有害。
德国康斯坦茨大学(University of Konstanz)环境毒理学研究小组(Environmental Toxicology Research Group)负责人丹尼尔·r·迪特里希(Daniel R. Dietrich)一直在研究水道中的药物化合物，他喜欢讲一个关于阿司匹林的笑话——阿司匹林通常会进入污水排放系统——来说明问题。迪特里希指出，他在康斯坦茨湖(Lake Konstanz)边界的一个社区生活和工作，那里的斯瓦比亚人以廉价而闻名。一些研究人员在水中发现了少量的非甾体抗炎药双氯芬酸。迪特里希说:“我们总是开玩笑说，一个头痛的斯瓦比亚人为了不买单片药，每天必须喝一百万公升的水。”“没有数据表明，在这些浓度下，人们可能会产生不良影响。”类似地，俄勒冈州立大学的菲尔德在2008年告诉一位记者，你必须喝1000升未经处理的污水才能获得一剂正常剂量的可卡因。
一些研究人员仍然对危险保持警惕。加州大学博尔德分校的化学家瑟曼指出，相对浓度的农药被认为是污染，通常会促使政府干预。“我们在水中看到十亿分之一的物质。当我们使用十亿分之一的杀虫剂时，这是一件大事。社会必须要问这个问题——为什么我们能在这些水平上找到如此多的抗抑郁药?我们在使用杀虫剂，至少我们知道我们为什么要使用。”
贝勒大学(Baylor University)环境健康科学项目(Environmental Health Science Program)主任布莱恩·w·布鲁克斯(Bryan W. Brooks)博士指出，这个问题只会变得越来越明显。布鲁克斯是首批在水中发现百忧解(Prozac)的科学家之一。在过去，大城市建在伟大的水道上，但在21世纪出现的特大城市不再是这样。人口越来越多地扩展到季节性河流和河流密布的地区。在德克萨斯州，人口预计将在未来40到50年翻一番。
布鲁克斯说，人口越多，废水就越多，这就把自然的水流模式，通常是断断续续的涓涓细流，变成了稳定流动的水道，淹没了数百万加仑经过处理的人类废水。人口的增加也意味着，含有药物成分的废水正被引导到社会的各个方面。布鲁克斯说:“我们的饮用水、工业、农业以及维持沿海渔业的基础流量都依赖于曾经的废水。”
一个当太阳落山时，我和作家站在博尔德溪的岸边，看着污水从处理厂的一根巨大的管道中涌出，与汹涌而过的高山河水汇合。河水将流向圣维因河(St. Vrain River)，在那里它将与里昂镇(Lyons)的废水汇合。就在这个汇合处，朗蒙特市(Longmont)会把水虹吸出来饮用，但一名居民会把水排到抽水马桶里，送去另一个污水处理厂，然后又把水倒回河里。在那里，它将与大汤普森河汇合，大汤普森河携带着来自落基山国家公园的纯净的溪流和排放物，继续向南，并汇入强大的密西西比河。
作家使我注意到我们美丽的环境。附近的棉白杨是几只秃鹰的巢穴。“鹰在白杨树上筑巢，捕食鱼，”Writer说。他指了指在我们下面冒着泡沫的小溪里的几条巨大的鲤鱼。“看到那边的鲤鱼了吗?”他们在100%的污水中游泳。”我不得不怀疑这些鲤鱼之所以如此温顺，是不是因为它们觉得这里的环境如此宜人。或者是因为他们的麻木的晕眩是由于摄入了太多的百忧解。
Adam Piore是发现,是纽约的自由撰稿人。
