从韩国污水处理厂检测出毒品成分说起 探秘无所不知的污水处理厂

上周末晚上，有个高中同学给我微信了一张截图——一个叫“央视网快看”的微博号报道了韩国污水厂检出毒品的新闻。

好奇之下，我用英文谷歌了一下“Korea wwtp drug”，发现韩国污水厂发现的东西远不止毒品。在本期专栏里，我们来看看韩国人在污水厂里都测出了什么。

无所不知的污水厂

2021年5月4日，《Nature》旗下的子刊《Scientifc Reports》刊登了一篇来自韩国的研究文章，题目是《Contribution of sewage to occurrence of phosphodiesterase‑5 inhibitors in natural water》。

污水对天然水体中出现的某种抑制剂的贡献？

这是一种怎样的抑制剂呢？

小编在读完文章后，又搜了一下维基百科，自觉顿时涨了不少知识：

Phosphodiesterase‑5 inhibitors，中文译作第五型磷酸二酯酶抑制剂，简称PDE5抑制剂。这类药物是最早被核准用于治疗勃起功能障碍(Erectile Dysfunction)的有效口服药物。主要的PDE5抑制剂包括了西地那非(Sildenafil)、他达拉非(Tadalafil)以及伐地那非(Vardenafil)。美国辉瑞公司当年用Viagra(万艾可)作为他们研发的西地那非的枸橼酸盐的商用名，也就是我们俗称的"伟哥"。

原来，韩国人这个研究之所以吸引到各大媒体的关注，就是因为他们发现韩国首尔的城市污水中，伟哥和其他治疗ED的药物的浓度异常的高！

这样的发现，不让喜欢八卦的媒体报道才怪呢。

污水厂无法承受的药物

在这次研究里，作者们对首尔的两座市政污水厂（Jungnang和Tancheon）进行了取样分析。两座污水厂分别位于韩国汉江两侧，具体位置及工艺参数概况如下图所示：

他们发现，进入污水厂的这些药物在时空分布上有一定的规律——这些药的使用量在周末和热门夜店地区激增，其中包括因为PSY鸟叔那首《江南Style》红遍全球的江南一带的成人夜店。

他们的检测结果显示，周边夜店更多的Tancheon污水厂测得的药物水平要比江北那座污水厂高31%，而且周五和六的用量也显著高于周二和周三。

研究团队推测，这是因为每逢周末，不少男士光顾江南一帶的夜店，客人会自带或店员会主动免费提供相关药物，而客人每次上厕所通过大小二便，就把那些PDE-5抑制剂排入污水管网。

三种PDE5抑制剂之中，西地那非的含量是最高的。韩国首尔的西地那非的水平是比利时布鲁塞尔(19 ng/L)的3-4倍，是丹麦哥本哈根(14 ng/L)的2-5倍。

研究者在这篇文章里还指出，这些药物的含量如此之高，以至于污水厂无法将它们从进水中分离出来，平均去除率只有10%。最终这些化学物质就流入了韩国人的母亲河——汉江，引起意想不到的污染。

污水厂为什么没办法将去除这些物质呢？

《南华早报》就此采访了这篇文章的联系作者、首尔大学环境工程学院的Kim Hyunook教授。他表示，其中一个原因是现有污水厂的设计并不适于滤去我们人类使用的药物。另一方面，他也暗示这些药里，很大一部分都不是通过医生处方开出的。

需要提醒的是，这篇文章出自《Scientific Reports》，这也让这篇文章的可靠度打了一个问号。毕竟学术圈对这个期刊的评价也有争议，近年的影响因子也已跌出4分。这篇文章竟然也没在文中标明采样的具体日期，我们只能查到文章在2020年5月就已递交了。所以这篇文章的数据大家仅供参考就好。

无所不知的污水厂

虽然此次研究的严谨度有待商榷，但它无疑反应了污水厂的隐藏功能。

法国大文豪维克多·雨果在他的《悲惨世界》里写过：“The sewer is the conscience of the city.” 他将城市下水道比作一个城市的“良知”。这话经常被误用，雨果不是赞美排污系统给城市带来什么便利，而是说“巴黎老区的下水道，汇聚了所有走投无路和铤而走险的人”。随着传感器的普及，你吃了什么，用了什么药，只要排入下水道，城市污水厂最终都能知道。可以说，污水厂里没有秘密。

正如这次在韩国的研究，它让我们看到了《江南Style》一曲背后不可告人、甚至是难以启齿的真相。

2012年辉瑞的万艾可专利到期，此后韩国不少药厂相继生产价格低廉的仿制药，市场上已有50多种同类产品，因此在2012-2019年间，"伟哥"在韩国的市场份额只从3300万增至4500万美元。但与此同时，2019年韩国生产PDE5抑制剂的前20大公司的销售额已经高达1.33亿美元。

这些数字说明什么问题，小编就不擅自解读了。原文作者尝试借用其他研究的数据来解释：首先他们指出，韩国年龄在30-39岁的男性中，有23%遭受勃起功能障碍的困扰；另外，韩国的人口正在快速老化，经济合作与发展组织(OECD)在2020年的报告中也指出这是韩国经济面临的最大危机之一。这些原因都有可能增加许多男信对ED药物的依赖。因此他们预测，将来会有更多的PDE-5排入首尔的下水道。

而更糟糕的是，这其中有很多属于非法排放。因为有研究显示，在韩国销售的188种食品和膳食补充剂中，有 80 种里边发现了 PDE-5及其同类物。这些不受监管的排放会增加处理难度。

污水厂可以做什么？

污水厂要采取什么措施，才能去除水中新增的这些污染物呢？

小编谷歌了半天，发现关于“伟哥+污水”的返回结果真是少之又少。小编只找到2010年西班牙的一团队的研究，他们对PDE-5抑制剂在西班牙三个污水厂的出现和去向进行调研，结果发现那三种主要的PDE-5药物的去除率在68-80%之间，但那也是因为这些物质在进水的浓度就非常低。他们的研究结果发表在2010年的《Water Research》上，感兴趣的读者可以向我索取原文pdf。

但除了这篇paper，小编再找不到其他研究，而且没有谈及专门的去除技术。对这方面有了解的读者，请多多赐教！

如果暂时没有很好的末端处理方法，那不妨从源头进行控制。这方面的案例就多很多了，最新的当然就是世界各地的污水厂对新冠病毒的监测了。除此以外，药物滥用的跟踪也是近几年污水厂和城市管网的研究对象。美国亚利桑那州的Tempe市，早在2018年就和亚利桑那州立大学(ASU)建立了一个“阿片污水信息平台”，利用污水来追踪阿片类药物的使用和去向，并制作了一个可视化的网站，展示阿片类和其他药物过量事件数量、男女比例、年龄层分布等统计信息。

在未来，他们计划利用这些数据了解不同的社区的阿片类药物使用情况，这将帮助他们更合理调配人力资源。他们最希望的是这个系统能够帮助他们“先发制人”制止更多滥用药物的事件的发生。

污水厂与健康大数据

除了Tempe市，美国其他地方也有类似的项目。例如来自华盛顿的New America，他们就成立了一个“美国阿片类药物地图计划”，目标是要打造全国性的预警系统。

此外，美国此前还有一个叫Underworlds的项目。他们的理念是通过收集和分析下水道的人体排泄物信息，追踪整个城市的居民健康状况。这个项目衍生出一家叫Biobot Analytics的公司，利用机器人潜入城市下水道，专门监测美国的阿片类药物使用情况。

小编在四年前就专门给Underworlds项目写过一篇推文。我觉得这个项目发起人Carlo Ratti曾经如此描述污水处理行业的愿景的期许：“在不久的未来，污水被用作跨学科的开源信息平台，作为实时数据的挖掘源，可以给政府、医院、设计师和科研人员提供信息。”

没想到，他的话在2020年就成真了，新冠疫情这次全球大危机，确实好像给污水处理行业带来一个千载难逢的专辑。估计在未来，通过下水道系统和污水厂来收集市民的健康大数据的信息，将是个热度不断上升的新概念。