半個世紀以來，肉類生產商一直在牲畜飼料中新增抗生素，以促進其生長並預防感染。現在，科學家們發現，這些藥物正在意想不到的地方出現：明尼蘇達大學進行的測試表明，用牲畜糞便施肥的土壤中生長的蔬菜，如玉米、土豆和萵苣，會吸收抗生素。
憂思科學家聯盟的資料顯示，如今，美國使用的所有抗生素和相關藥物中，近 70% 被常規新增到牛、豬和家禽的飼料中。儘管這種做法維持了不斷增長的肉類需求，但也引發了公眾對食品鏈中抗生素不斷增加的健康擔憂。
人們長期以來一直暴露於肉類和牛奶中的抗生素。現在，新的研究表明，他們也可能
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從蔬菜中攝入抗生素，甚至可能包括在有機農場種植的蔬菜。
2005 年，明尼蘇達州的研究人員在糞肥處理過的土壤中種植了玉米、蔥和捲心菜，以評估牲畜飼料中新增抗生素對環境的影響。六週後，對這些作物進行了分析，發現它們吸收了金黴素，這是一種廣泛用於治療牲畜疾病的藥物。在兩年後的另一項研究中，玉米、萵苣和土豆被種植在用液態豬糞處理過的土壤中。它們也積累了一種名為磺胺二甲嘧啶的抗生素，這種抗生素也常用於牲畜。
土壤中抗生素的含量增加，玉米、土豆和其他植物吸收的含量也隨之增加。
明尼蘇達州研究團隊成員，現任威斯康星大學河瀑分校作物和土壤科學教授的霍莉·多利弗說：“大約 90% 的給動物服用的藥物最終都會以尿液或糞便的形式排出。”“絕大多數糞便隨後被用作美國 920 萬公頃農業用地的重要投入。”
糞便被廣泛用作化肥的替代品，它添加了有助於植物生長的養分。它經常用於有機農業。
科學家們發現，儘管他們的作物僅在溫室中繁殖了六週——遠短於正常的生長季節——但抗生素很容易被葉子吸收。多利弗說，如果種植一個完整的季節，藥物很可能會進入人類食用的植物部位。
應用於土壤的抗生素中，只有不到 0.1% 被玉米、萵苣和其他植物吸收。儘管數量很少，但人們食用如此少量累積劑量的抗生素對健康的影響在很大程度上是未知的。
非營利組織食品動物關注信託基金的公共衛生專案主管史蒂夫·羅奇說：“植物中抗生素的積累只是我們動物農業行業的又一個負面後果，考慮到牲畜飼料中的新增量，這並不令人意外。”
多利弗補充說，對於像玉米這樣經過高度加工的植物，藥物很可能會被去除。但許多食用作物，如菠菜和萵苣，未經加工，僅經過清洗，抗生素仍然存在。
明尼蘇達大學土壤科學教授兼研究負責人薩蒂什·古普塔說：“沒有人特別直接吃玉米或大豆。”“但我更擔心的是捲心菜和萵苣等作物，因為這些是我們直接食用和生吃的葉子。”
特別讓食品科學家擔心的一個發現是馬鈴薯塊莖中抗生素的積累。塊莖是一種膨大的地下莖，它從土壤中吸收和儲存養分。在馬鈴薯、胡蘿蔔和蘿蔔等作物中，它是人類食用的部分。
古普塔說：“由於這些塊莖和根類作物與土壤直接接觸，它們可能更容易吸收[抗生素]。”
衛生官員擔心，食用摻有用於治療感染的藥物的蔬菜和肉類會促進食品和環境中細菌的耐藥菌株。
羅奇說，“對公眾健康最明顯的暗示”是，用抗生素治療牲畜會導致耐藥菌的產生，從而降低人類藥物的有效性。過去的 исследования 表明，過度使用抗生素會降低其治癒感染的能力。隨著時間的推移，某些抗生素會變得無效。
科學家們認為，抗生素也可能導致過去 20 年兒童哮喘和過敏症的爆炸性增長。底特律亨利福特醫院的研究人員對 448 名兒童從出生到七歲進行了跟蹤調查，報告稱，出生後六個月內接受抗生素治療的兒童患過敏症和哮喘的風險更高。
這種健康擔憂導致歐盟在 2006 年禁止將抗生素用作飼料新增劑以促進牲畜生長。但憂思科學家聯盟 2000 年的一份報告顯示，在美國，每年有近 2500 萬磅抗生素用於健康的動物，高於 1980 年代中期的 1600 萬磅，用於農業目的。
牲畜生產者辯稱，耐藥菌株的傳播源於過度使用所有藥物來治療人類和動物的傳染病。他們說，去除抗生素只會導致動物疾病增加和食品安全降低。
多利弗解釋說，受汙染的糞便不僅會影響土壤。一旦施用到土地上，抗生素就會滲透到供水系統中，因為它會滲入含水層，或者由於徑流而溢位到地表水中。
美國農業部位於馬里蘭州的微生物學家帕特·米爾納說：“另一件要記住的事情是，田地不是無菌環境。老鼠、兔子和狐狸會穿行農田，而其他動物則會放牧，所有這些都可能成為耐藥細菌生物的載體，並在不同的動物種群中傳播。”
隨著美國食品和藥物管理局允許在農場動物身上更多地使用有爭議的藥物，食品鏈中抗生素的存在可能會增加。例如，今年 10 月，美國食品和藥物管理局放棄了停止使用頭孢喹諾酮（一種強效抗生素）的計劃，此前該機構在 7 月份表示將推動反對在動物中使用該藥物。
古普塔說，即使產品帶有美國農業部的有機標籤，它仍然可能含有微量抗生素。雖然由於擔心細菌，美國有機農業對使用生糞肥有限制，但對於抗生素或激素沒有此類規定。古普塔說，並非所有有機種植者都使用含有抗生素的糞肥，但許多人這樣做。
根據美國農業部的標籤，經過認證的作物需要對糞便進行高溫堆肥，旨在殺死病原體。這可能會消除一些抗生素。但種植者無需檢查藥物。“我們迫切需要找到一些方法，就這些化學物質對有機食品制定指導方針，”古普塔說。
古普塔說，應該告訴所有種植者，堆肥可以提供幫助。堆肥使成堆的食物或糞便腐爛，因為微生物分解有機物，利用氧氣生存、生長和繁殖。加熱材料會創造有利於細菌分解抗生素和病原體的條件。
美國農業部馬里蘭州科學家進行的一項初步研究在牛糞堆中添加了稻草，加熱了緻密的材料，同時留出空間讓空氣滲透。較高的溫度加速了有害物質的腐爛過程。
米爾納說：“這個過程發生得非常迅速，在這項研究中大約需要 10 天。”“這並不太令人驚訝，因為抗生素不是一種熱穩定的化合物。”
在另一項研究中，發現植物吸收抗生素的同一批研究人員測試了四種抗生素，以確定堆肥在減少火雞糞便中有害化學物質方面的效果如何。多利弗說，在使用微生物活動產生的自然熱量 25 天后，在這四種抗生素中，有三種在高能量條件下分解了。
堆肥使某些抗生素的濃度降低了高達 99%。多利弗說：“這些發現表明，糞便管理可以成為減少這些化合物進入環境的總體影響的重要策略。”
許多問題仍然存在。目前，正在進行的專案是在含有抗生素的糞肥中種植作物，以完成一個完整的生長季，在田地而不是溫室中種植它們，並分析植物中抗生素的濃度和位置。研究人員還想確定哪些抗生素更可能被吸收，哪些植物更易於吸收，哪些堆肥方法最能有效減少糞便中的有害物質，以及哪些抗生素可能對堆肥具有耐受性。
古普塔總結說，對於已經取得的發現和尚未解答的問題，存在嚴重的社會影響。“我們是一個化學社會，人類是藥品的主要使用者，”古普塔說。“我們需要更好地瞭解將化學物質應用於食物來源時會發生什麼，並且必須更加警惕地監管我們用於種植食物的東西以及我們攝入體內的東西。”
本文最初發表於環境健康新聞，這是一個由非營利媒體公司環境健康科學出版的新聞來源。