水族使用抗生素醫治魚類疾病早已司空見慣,抗生素主要是針對細菌類疾病,通常類藥物作用原理為抑制細菌細胞壁、蛋白質及核酸的合成,破壞細菌細胞膜或對細菌代謝產生抗拮作用等機制。水草缸的藍綠藻雖稱「藻」卻實為細菌,所以有些人會用紅微素(Erythromycin)來清除藍綠藻,但這並不是好方法,因為這可能會對環境有所傷害,成為新興污染源的一種,理由後詳。
抗生素的發現
英國的科學家亞歷山大 • 弗萊明(Alexander Fleming)於1928年在實驗室培養細菌的過程中發現黴菌會製造某種物質來抑制細菌的滋長,後來便發明大家所熟知的抗生素(Antibiotic)。人類最早發現的抗生素就是從青黴菌(Penicillium)中提煉出的青黴素,青黴素又稱盤尼西林(Penicillin),它能發揮破壞細菌的細胞壁及在細菌繁殖期產生殺菌的效果;雖然抗生素大多只用於對抗細菌感染,欠缺消滅多數病毒、黴菌或是寄生蟲等能力,但也多虧有它問世,人類壽命才足以延長,實屬人類所發明最偉大的藥物之一。
▲亞歷山大 • 弗萊明(1881 - 1955)的肖像(圖片出處)
▲光學顯微鏡下的青黴菌,外觀像是一支毛筆或是掃把,在頂梢處帶有孢子(圖片出處)
▲由於水族施用藥物的方式常以藥浴方式為主,本文偏向探討用抗生素進行藥浴後,可能會對人類及環境造成什麼樣的潛在危機。本文初期是從法律層面作為切入手法,獅子寫了幾十幾篇水族文,深知某類族群的人看到一大堆文字就馬上暈頭轉向,建議體質不耐文字轟炸者速回頭。
▲接下來準備要進行文字轟炸,奉勸現在回頭還來得及,不要硬忍身體不適。為增進動物用藥品品質,維護動物健康,健全畜牧事業發展,台灣特別制定《動物用藥品管理法》來對動物用藥加以規範。依條文內容之規定,可以清楚明白法律對「動物用藥品」的定義,當中也可以確認抗生素是被允許的動物藥品。
▲接著定義動物用藥品的新藥規範
▲再來是定義偽藥、禁藥及劣藥
▲現在有沒有頭暈目眩的感覺?
▲快回頭吧~不要再勉強自己,這樣對身體不好
▲如果還撐得住,那就繼續看下去。違反《動物用藥品管理法》第33條、第35條(條文中的「牙保」為仲介)、第36條之禁止規定者,會有刑事責任,最高可處無期徒刑,最高可罰500萬元罰金,並且視個案狀況,除了刑事責任之外,還會附帶民事賠償,所以未必單純只有刑罰,可能還須填補他人所受之損害。
▲為鼓勵檢舉不法動物藥品,像是檢舉在網路上販售禁藥,政府會發放檢舉人獎金,獎金最高可達20萬元,更詳細的規定在《檢舉動物用偽藥禁藥及劣藥獎勵辦法》內敘明。檢舉非法藥品不是擋人財路!而是為了留給自己與下一代一個良好的生活環境,同時踐行社會公義,檢舉不法,人人有責,遇到有人販售非法藥品時,確實蒐集相關證據,不要放過任何替自己賺得年終獎金的機會!至於其他動物藥品使用或含藥物飼料添加物使用等規範,詳列在《動物用藥品使用準則》的附件。
新興污染物
所謂的新興污染物意指新認定、未確認或當前法規尚無規範的化學污染物,有的甚至難以經由科學儀器分析鑑定,且對人類健康、自然生態存有危險性,通常也未有完備的調查、監測、評估等資料或有效因應措施,在國際間普遍未受列管的化學物質,這類污染物通常是人類合成的產物,少數是天然形成,只是環境中的含量大多屬於微量。
▲新興污染物有的是由家戶所產生,有的源自於醫療院所、科技業、製藥業、水產養殖業、畜牧業或化工等產業的不當處置,這類污染物很多難以在環境中分解,新興污染物也包含環境荷爾蒙,像是有「世紀之毒」著稱的戴奧辛(Dioxin),台灣早期未對其有所規範,後來才陸續制定《空氣污染防制法》、《廢棄物焚化爐戴奧辛管制及排放標準》;《飲用水管理條例》、《飲用水水質標準》等相關法令來規定戴奧辛的容許量,作為本文主角的抗生素也同樣屬於新興污染物一種,只是目前法規尚無訂定規範。
硝基呋喃類藥物身世之謎
前述抗生素的發明不僅可以醫治人類的疾病,同時可以醫治不少同樣因細菌所生的魚類疾病。首先我們來聊聊硝基呋喃類藥物,硝基呋喃類的英文為Nitrofurans,日文為ニトロフラン系,硝基呋喃這個拗口的名詞相信對多數人來說頗為陌生,然而在台灣水族界赫赫有名,俗稱黃藥的抗生素就屬於硝基呋喃類藥物,黃藥顧名思義就是外觀為黃色的藥物;可是顯現黃色就未必是硝基呋喃類藥物,像是水草肥料的原料當中也有黃色的,例如〈自製水草液肥〉、〈自製水草微量元素〉所用的DTPA鐵(Fe-DTPA)及Dissolvine APN都是黃色,此外,大家所熟悉的維生素B群也是黃色,所以不要看到黃色就認定是黃藥。
▲人工合成的硝基呋喃類藥物本身屬於廣譜抗生素(圖片出處)
硝基呋喃類藥物過去被拿來作為飼料添加劑或動物用藥等,它可有效預防及治療牛、豬、禽、魚、蝦的細菌性疾病,有研究指出這些與蛋白質結合的硝基呋喃代謝物相當穩定,即便食材經過烹煮、烘培、燒烤或微波等加熱過程,其含量並不會因此顯著減少,而且硝基呋喃類藥物的代謝物具有致基因毒性及致癌性,且無法建立無毒害劑及每日容許攝取量,儘管硝基呋喃類藥物有著價格低廉與抗菌範圍廣的特色,若水產養殖業及畜牧業使用它則會殘留在動物體內,加工變成食物供我們食用後,長期累積很可能對人體造成健康上的危害,對此不可不慎。
由於硝基呋喃類藥物及代謝物對人體有致癌、致畸胎等安全疑慮,嚴重對人體健康有害,另外在動物用藥品方面,台灣早在2003年禁止製造、輸入含硝基呋喃類藥品;2004年明令禁止輸出、販賣、運送、寄藏、牙保(仲介)、轉讓或意圖販賣而陳列或貯藏含硝基呋喃類之動物用藥品,所以台灣已全面禁止使用硝基呋喃類的動物用藥品。
▲日本上野黃藥成分中的「ニフルスチレン酸ナトリウム」為呋喃苯烯酸鈉(Sodium nifurstyrenate),這個呋喃苯烯酸鈉同樣屬於硝基呋喃類藥物,所以也被列為禁藥,遇到愛魚遭受細菌性疾病侵擾,應選擇他項替代藥物,再次奉勸大家切勿在實體交易場所或網路上購買此類藥物,遭查獲者將面臨刑事責任或附加民事賠償,檢舉他人販賣黃藥等不法藥品,還有最高20萬元的獎金。(圖片出處)
黃藥的誤想連結
過去尚未被列入禁藥的黃藥雖不難取得,在觀賞水族的領域中,每每有人遇到魚隻疾病尋求協助時,總會有一些人不明就裡說:「下黃藥,趕快下黃藥!」的言論,似乎把它當成萬靈藥來看待,導致不管遇到什麼水族疾病,第一個讓人聯想到的就是「下黃藥」這三個字,這已演變成為一種怪誕的都市傳說。
經前述已知黃藥屬抗生素,按一些基礎藥理觀念來看,抗生素原則上只針對細菌所引起的疾病做處理,若是魚隻得到白點病用黃藥就沒什麼直接的效用,因為不論是海水或淡水的白點病皆由寄生蟲所引起。關於淡水白點病的治療方法,可參閱〈淡水魚白點病的醫治歷程〉的內容,文中也有提出使用連翹並非能直接治療白點病的論述。
▲水族界總有一個「有病下黃藥治病,沒病下黃藥強身」的迷思(汗)
水族疾病醫治本屬專業領域,加上多數獸醫難有充足的經驗,就算找到治療特殊寵物的醫院,也難保能對症下藥,所以擁有豐富實務歷練的魚醫生非常稀少。當自己碰到愛魚生病時,許多飼主常弄不清楚是什麼原因所造成,遇狀況急迫的情形,很可能促使病急亂投醫,如果又被不實的都市傳說誤導,也許愛魚背鰭會演化出翅膀飛向天堂,所以平日就要累積正確的水族相關知識,不要遇到什麼水族疾病都第一個想到抗生素,若非細菌性感染就不要使用抗生素。
污染環境的抗生素來源
水族使用抗生素可分為在飼料中添加、藥浴、注射及局部塗抹等方法,當今觀賞水族就常見的療程以藥浴為主,當整個療程結束過後,原先藥浴含有抗生素的污水要如何處置?有的抗生素經過日曬幾天會逐漸光解,那其他難降解的抗生素又該怎麼辦?
在聊藥浴後含有抗生素的污水該怎麼處裡前,先要建立一個整體概念,我們來了解台灣家庭污水如何處理。日常生活中每天都會製造家庭污水,這些污水包含油脂、有機物、清潔劑、致病原及醫藥污水,如果沒讓這些污水集中進入管理系統,再輸送至水質處理廠淨化滿足法定標準後放流,污水很可能直接進入河川、溪流、湖泊、水庫、海洋等水域,這將導致水質惡化而影響生活環境及民眾健康。
▲為求便於集中管理污水,可設置公共污水下水道及污水處理設施系統(圖片出處)
▲當建立公共污水下水道後,接著就是把污水輸送至相關污水處理設施系統做水質淨化再放流。上圖為2007年運用潛盾工法完成的「越基隆河連絡管」工程,由於污水處理廠處理污水過程會產生污泥,此工程主要目的是把污泥輸送至其他的污水處理廠做系統處理, 藉此可與其他污水處理廠交互支援,降低整體運作成本,進而提高基隆河的水質。(圖片出處)
到目前為止,一切事物看起來都是那麼美好,似乎理所當然,只不過理想很豐滿,現實卻很骨感。先進國家均有建設公共污水下水道系統,這些國家通常都是在民眾搬入前,就預先將供水、電力、天然氣及污水下水道等公共建設做好;而台灣早期處處都是在民眾先搬入後,發現缺少自來水,就牽設自來水管線,發現環境水質很髒,才建築公共污水下水道,所以整體都是頭痛醫頭,腳痛醫腳的思維,輕忽事前規劃安排。
因為歷史背景不同,即使有人已經在同一塊土地上住了大半輩子,台灣至今仍有不少地區尚無相關污水處理建設,這點獅子早在2019年8月的〈過度供給肥料對植物及環境的傷害〉提及此況。截至2020年12月,台灣整體公共污水下水道接管普及率僅有37.63%;若以個別縣市來看,最高的是台北市有84.35%,其他總共還有7個縣市根本連10%都不到,像是彰化縣1.75%、嘉義市1.52%,澎湖縣甚至是0%,數字上看起來明顯偏低,這就是最真實的現況。
會造成這般現象有諸多成因,公共污水下水道跟建設滯洪設施一樣耗費鉅金,以滯洪設施為例,假設沒有良好的滯洪設施,當暴雨灑落引起四處淹水後,會造成民眾財產、農作物等相關損失及交通不便,大家立刻開始怨聲載道;若是平日天氣豔陽高照,滯洪設施就無法發揮原有的效用,因為看不到它的運作,民眾感受不到「實質政績」,如此讓某些地方首長減少投入治水工程的意願。就公共污水下水道而言,有時在動工前要與居民協調,部分居民甚至會對此工程提出異議;遇違建要先依法拆除,整個流程走完曠日廢時;地方政府資源配置或政治考量,可能暫先不把公共污水下水道擺在首要建設等情形,要解決目前困境,只能從長期的教育著手,培育人民能有長遠的思維。
▲台灣各縣市公共污水下水道的接管普及率,編寫本文最新的資料日期為2020年10月
▲我們來看一個2020年11月真實的案例,台灣中油股份有限公司(下稱中油)的花蓮北埔油庫發生漏油意外,大量油污順著排油管流入鄰近的須美基溪,導致整條溪流被染成黑色,還散發出濃濃惡臭。初步調查是油罐車外包廠商清洗車體後流出的油污,原本油罐車都在固定的清洗廠洗車,廠內設備可將廢油污收集存放,但因最近協助軍方清理油管,大量油罐車進出廠區,部分司機趕著下班就不在指定的清洗廠內洗車,導致清洗車體流出的油污順著排水管流入溪中,會立即管控源頭,並派員清理油污。(報導出處)
▲中油趕緊派出員工在須美基溪下游處拉起攔油索,並派人用吸油棉將油汙吸除。由此案例可知,個人疏失不僅破壞生態環境,如果當地民眾取用須美基溪的水,同時也迫害居民的健康,同樣的情形對比現在公共污水下水道的建設,假如民眾每日所排放的污水未經由公共污水下水道集中管理,然後又沒有透過污水處理設施系統,那這些污水很可能就直接進到大自然中。
細菌取得抗藥性
終於漸入主題,針對觀賞水族施用抗生素來討論,飼主對魚隻藥浴療程完畢後,參照各地區公共污水下水道的普及率,含有抗生素的水有可能就直接進入河川、溪流、湖泊、水庫、海洋等水域,有的抗生素在環境中降解速度比較快,有的則要花比較長的時間,像前述硝基呋喃類藥物,即便是烹煮、烘培、燒烤或微波等加熱過程,含量也不會顯著減少,假如這些降解速度慢的抗生素溶入水體,而這些水又被其他動物飲用,或是進入水生動物體內,最後我們食用這些遭抗生素污染的食材,會累積對人體的傷害或產生抗藥性。
當我們濫用或不當處理抗生素時,自然環境中的細菌很可能都會被溶入水域的抗生素殺死,細菌為了生存也同步演化某些特殊機制,就是具有抗藥性基因的細菌會活下來,這使得具抗藥性的細菌會快速增加,長久下來這類細菌取得對多種抗生素的抗藥性,那人們口中的超級細菌(Super bacteria)就此誕生,遇到我們受到超級細菌侵襲,當代多種抗生素皆無法有效殺死這些病菌,那就麻煩大了!雖然現在最常感染超級細菌的地方是醫療院所,假如我們一直放任抗生素進入戶外,怎知超級細菌不會在未來的自然環境感染人類?
▲上圖為抗生素抗藥性試驗,左邊培養皿中的細菌對白色紙片所含的抗生素表現脆弱;右邊培養皿的細菌具有大多數抗生素的抗性,顯見抗生素已漸漸的喪失效用。(圖片出處)
魚隻患得細菌性疾病施用抗生素治療還說得過去,水草缸中有人會拿紅微素來清除藍綠藻,紅微素本是抗生素的一種,但清除藍綠藻犯不著用到紅微素,藍綠藻有多種可以事後清除及事前預防的方法,事後清除的手段有太多種,這邊不做詳述,總之因地制宜選用方便實施方法,強烈建議最好在出現藍綠藻徵兆時,就立刻進行相對應的處置,而不是等它長一大堆才在想該怎麼解決;事前預防可藉由密植水草、規律換水、勿過度餵食、良好的水流等方式,另外,根據本人過往的經驗與實驗,添加一定濃度的硝酸鹽(NO3)也能抑制藍綠藻滋長,只是濃度難以量化,因為每個水草缸每日所需的硝酸鹽量都不一樣,添加過多又會衍伸其他的問題,這只能看水草缸玩家自行捉摸。
若讓含抗生素的污水流入公共污水下水道及污水處理設施系統,是否能有效解決水中抗生素的問題?依目前台灣的法令,台灣自來水股份有限公司(下稱台水)應遵循《自來水法》、《飲用水管理條例》的規範,讓自來水水質符合標準,截至2020年12月31日,我們的《自來水水質標準》及《飲用水水質標準》尚未對自來水中的抗生素含量訂出具體標準。
台水如何應對污水及廢水中含有抗生素的問題?一般而言,抗生素可經高級氧化程序分解成小分子有機物,再以生物活性碳(Biological activated carbon,BAC)濾床去除,台水便是利用此方法處理水中的抗生素,此乃屬於環境工程領域的應用。獅子曾在〈各式水族培菌濾材概述〉提及活性碳的特性之一,就是表面積很大可供陪菌之用,生物活性碳便是利用微生物附著於活性碳孔隙中,經過一段時間後,孔隙中的微生物降解去除率會大於活性碳的吸附去除率,尤其是針對水中水溶性有機物去除最為明顯。這種利用微生物的手法不只有生物活性碳而已,像是〈水族生物過濾的發展沿革〉中所談論的薄膜生物反應器(Membrane bioreactor,MBR)同樣亦是採用微生物治理水中污染物。有人可能會開始質疑,既然抗生素主要為消滅細菌而生,那用微生物處理水中抗生素豈不自相矛盾?事實上,當微生物構成生物膜(Biofilm)之後,這層生物膜可有相當程度的能力抵禦抗生素,所以傳統抗生素遇到生物膜皆英雄無用武之地,也可以想像成生物膜賦予細菌另類的抗藥性。
曾遇過有人語帶堅定的口吻聲稱活性碳只會吸附壞菌,所以不能當培菌濾材,試問,對我們而言,何種細菌稱作好菌,何種細菌又稱作壞菌?此外,活性碳用什麼機制篩選只吸附所謂的壞菌而排除好菌?回到原點,如果連活性碳吸附的原理都不清楚,為何會提出此番言論?即便是假說也要有合理論述,這種人往往不懂原理,也不學習新的知識,總以自己幻想出來的謬論當作真理,對外宣揚自己錯誤的思維,還會以謬論胡亂攻擊他人正確的觀點,根本就是徹頭徹尾印證「達克效應」的活教材。
假如我們所居住的地方公共污水下水道的接管普及率很低,也不是所有的家庭都能建立專業污水處裡程序,而我們又有使用抗生素為愛魚治療的需求,這該如何是好?已知活性碳可以吸附有機物,除非有機物分子量太高,會導致活性碳無法處理,不然抗生素同屬有機物,我們可以利用活性碳吸附這些藥浴後剩下的抗生素,拿閒置的過濾設備配合足量活性碳吸附最少24小時後,最後才能把處理過的污水倒入家戶的排水口,雖然這過程很麻煩,也不確定能吸附多少,只能說盡我們一般家庭最大的努力去做,大家齊心保育我們的生態環境,同時也為我們的下一代盡一份心力,畢竟誰也不希望自己的孩子、家人、親朋好友在未來有機會感染到連抗生素都束手無策的疾病。
抗生素的回收機制
台灣人濫用抗生素,已經到達匪夷所思的境地,就跟水族界的黃藥一樣,有些人甚至把抗生素當成妙用仙丹,以實際抗生素使用總量來看,醫療院所才是使用抗生素的大本營,通常河川周邊醫療院所越密集,河川抗生素濃度就會越高,可見醫療污水就是一大源頭,相較之下,觀賞水族雖只能算小眾市場,但不能因為總體用量少就漠視,大家應把眼界位階提升至整體公共利益的高度,不要因個人或群體長期累積持續性的不當行為,招致未來國家、社會龐大的外部成本。
不管是人用的抗生素或者是動物用的抗生素,如果我們手上有過期、變質或用不到的抗生素該如何處理?首先,這些抗生素萬萬不可拿去沖馬桶、在洗手台沖掉、掩埋、轉送他人或隨意拋棄!因為這些行為同樣會對環境、人類造成傷害或催生出超級細菌,所以我們有制定抗生素的回收機制,在台灣是交由開立處方的醫療院所或藥局回收。
▲為避免污染環境,除了抗生素尚有其他的藥物也須回收
▲再忍耐一下,獅子快唬爛完了....
有研究觀察存在於環境中的抗生素對腸球菌抗藥性傳遞的影響,實驗是先將抗生素濃度當成可調控的環境壓力,再觀察細菌抗藥性的情形,發現一定濃度的抗生素有助於細菌獲取抗藥性,且更為驚人的是當抗生素到達抑制濃度時,非但沒有消滅不具抗藥性的細菌,反倒協助細菌獲得抗藥性,此結果對於當今濫用抗生素導致細菌的多重抗藥性提出了新的認識。
小小微生物的反撲很公平,就拿2020年猛烈擴散的新冠肺炎(COVID-19)為例,新冠肺炎雖是病毒引起,但跟細菌一樣都歸於微生物,它會無差別攻擊任何人,已有多國元首被感染,可以看得出來感染對象無關社經地位,只不過這些政要人物地位高、資力高,可使用最先進的醫療,若是換作一般市井小民受到感染感該如何面對,是否真能享受同等頂尖醫療?目前全球因新冠肺炎死亡人數已累積超過百萬人,事出必有因,即早預防才是對群體最有利及成本最低的方式。
既然新冠肺炎可無差別感染任何人,同樣超級細菌也能如此,尤其身體虛弱的老年人更是被鎖定的目標,因為這類族群通常免疫力欠佳才易被感染,由於超級細菌大多無藥可醫的緣故,全球每年也有數十萬人死於超級細菌。面對抗生素這種新興污染物,單靠政府之力是不足的,民眾需對這類議題要有足夠的認識,就跟垃圾分類一樣,從小地方開始做起,身體力行減少污染源的產生,以避免加速災禍提早出現襲捲全球。本文發布日期為2021年1月1日,未來遇相關法令有所修改,依新法優於舊法、特別法優於普通法原則從其適用。
參考資料
李國誥,水產養殖之藥物防治,1997
鍾金湯、劉仲康,科學發展第389期,佛萊明 - 青黴素的發現者,2005
王渭賢,養殖魚類用藥介紹,2011
毛箴言,藥學雜誌第109冊,病人廢棄藥品之探討,2011
林澤閔,生物活性碳濾床去除民生放流水有機物,2012
許玉龍、黃高彬,感染控制雜誌第22卷第5期,與廢水系統污染相關的多重抗藥性綠膿桿菌群突發,2012
陳芷寧,環境抗生素對細菌抗藥性發展之影響,2018
內政部營建署,全國污水下水道用戶接管普及率及整體污水處理率統計表,2020
KEGG DRUG Database,ニフルスチレン酸ナトリウム
延伸閱讀
留言列表