干旱加剧可能会增加部分美国人接触砷的可能性

目前，美国大陆有一半以上的地区正在经历某种程度的干旱，约四分之一的地区正处于严重干旱或更严重的干旱之中。近年来，美国西部和西南部似乎一直处于降雨和积雪减少的状态。干旱会带来许多众所周知的潜在灾难性后果，从农作物减产到水资源短缺再到野火。然而，干旱还会对人类健康产生更直接的影响，不仅会影响水量，还会影响水质。

美国地质调查局 (USGS) 最近的研究表明，干旱，特别是美国部分地区发生的长期干旱，可能会增加依赖井水的人们接触有害砷的风险。

数亿年前，饮用水的基线质量可能已经定型。砷是一种常见的地下水污染物，这主要是由于当地的地质条件。例如，在缅因州，阿巴拉契亚山脉的形成和火山活动共同将砷和其他金属浓缩到基岩内的裂缝中，巴尔港大西洋学院的地质学家莎拉·霍尔解释说。从这些裂缝中，酸度、温度或水流速率的细微变化可以将污染物从岩石中抽出并进入地下蓄水层。

而且不仅仅是缅因州。在新英格兰、中西部和西南部的许多地方，砷含量超过联邦标准十亿分之一 (ppb) 的情况尤为常见——这对依赖井水的家庭来说是一个特别大的问题，因为井水可能会在房主不知情的情况下被污染。

新罕布什尔州达特茅斯盖泽尔医学院分子生理学家布鲁斯·斯坦顿说，接触砷会导致一系列健康问题，包括膀胱癌和肺癌、心脏病、肺部感染、免疫系统抑制以及儿童认知能力下降。

得克萨斯州大学城分校环境健康流行病学家 Taehyun Roh 表示，市政供水会定期接受检测、监测和处理，以检测其中的砷等污染物。“但对于私人水井，”他表示，“却没有任何监管。”《安全饮用水法》要求，提供公共供水的城市、乡镇和县确保其供水符合联邦标准。尽管有许多记录在案的市政府未能履行提供清洁安全水源的职责（Roh 提到了密歇根州弗林特市），但美国有 4300 多万依赖私人水井的人根本没有受到联邦标准的保护。家庭井水检测和处理完全是个人土地所有者的责任。

根据美国地质调查局 2017 年的一项估计，目前美国有 150 万至 290 万人饮用的水井中的砷浓度超过联邦限制（十亿分之十）。根据美国地质调查局 2021 年 1 月的一项研究，在干旱期间，这一数字可能会上升到 400 多万。

这项基于计算机模型的最新研究估计，干旱可能导致水井中的砷含量平均增加 10%。“这似乎并不多，但如果放在全国范围内，影响实际上相当大，”该研究的主要作者、美国地质调查局驻新罕布什尔州彭布罗克的水文学家 Melissa Lombard 说。不过，她也警告说，她的研究是同类研究中的首例，模型“尚处于起步阶段”，另一位美国地质调查局水文学家、该研究的合著者 Joseph Ayotte 说。

这项研究对为什么干旱可能会增加某些地区通过井水接触砷的风险提供了一些解释。干旱期间，地下水位下降。这种体积变化会导致水化学成分发生变化，如酸度增加。由于金属从岩石中浸出是一种化学反应，水化学成分的变化会加速这一过程。地下水减少也意味着水中原有的污染物浓度会更高。因此，即使干旱不会改变井中溶解砷的总量，从井中流出的每杯水可能都含有更多的砷。

美国地质调查局的研究还部分解释了人类对干旱的反应，这可能导致某些地区的砷暴露量增加。例如，研究该问题的水文学家里奇·保罗 (Rich Pauloo) 表示，在加州长期干旱期间，地表水有限，需要从地下抽取更多水来满足该州的需求。根据 2018 年发表在《自然通讯》上的一项研究，过度抽水会导致土地本身下沉，在此过程中将粘土中的天然砷挤压到饮用地下水中。

伦巴德的研究模型是基于之前观察到的干旱情况，但气候变化预计将继续增加全球干旱的数量和强度。密歇根州立大学环境工程师亚杜·波克雷尔说：“到 21 世纪末，生活在极端干旱和特大干旱中的人口可能会增加一倍以上。”这意味着在气候变化中，砷污染可能会变得更加猖獗。

此外，罗和斯坦顿都强调，即使砷的暴露水平低于联邦允许的 10 ppb 限值，也会出现砷对健康的不利影响。“许多科学家认为这还不够，”罗说。在 2017 年爱荷华州的一项研究中，他发现，低至 2.07 ppb 的砷暴露水平与前列腺癌风险增加之间存在相关性。

除了健康风险外，砷无色无味，因此除非出现症状，否则无法通过检测检测出来。“这不像你吃了坏蛤蜊，那天晚上你就知道你吃了坏蛤蜊，”斯坦顿说。

他说，所有这些未被发现的接触累积起来，可能会导致晚年影响，比如癌症，即使一个人不再饮用受污染的水很久之后也是如此。他在老鼠和鱼身上进行的研究也表明，砷暴露可能具有表观遗传效应，可以永久改变我们 DNA 中编码的基因的表达方式。

尽管健康问题听起来很可怕，但井水中的砷问题在很大程度上是可以解决的。在许多情况下，只需要意识到这个问题、进行检测和补救资源。缅因州、密歇根州和新墨西哥州等高风险地区的州有县和州计划，帮助提供低成本或免费的砷测试。水井所有者还可以付费让经认可的实验室进行私人水井测试，尽管这些测试的费用可能高达 100 美元。大多数州建议每三到五年重新测试一次。不过，如果你住在高风险地区，而且你的水井测试结果接近联邦限制，霍尔说你应该考虑每年进行两次砷测试，因为砷含量会随季节变化。

斯坦顿说，根据砷含量的高低，一个简单的滤水壶就能解决这个问题。在他家，“连狗都能喝到过滤后的水。”不过，他补充说，高砷浓度（远高于 10 ppb 的联邦限制）可能会超过水龙头或滤水壶的容量，需要昂贵的反渗透系统，而反渗透系统的价格可能高达数千美元。斯坦顿说，减少接触的预防成本是值得的。他提到了“多次进出医院的人的恐怖故事”，或者患上慢性病，最终需要支付数十万美元的医疗费用。

“你会担心低收入人群根本负担不起水费，”斯坦顿说。与使用公共水源的人口密集地区的人相比，生活在依赖井水的农村地区的人们更有可能生活在贫困之中，可支配收入更少。“这与环境正义有关，”他补充道。

在新英格兰，科学家、社区成员和倡导团体齐心协力，试图解决水井测试和补救措施获取问题。缅因州巴尔港芒特沙漠岛生物实验室社区环境健康实验室主任简·迪斯尼与斯坦顿的达特茅斯实验室共同开展了一项社区公民科学项目。该项目名为“关于砷的一切——数据到行动”，招募初中和高中学生检测他们家的水井中砷的含量，并承担检测费用，同时教授学生数据素养技能，并为青年倡导创建平台。

到目前为止，该项目已收集了来自全州的 3,000 多个水样，并与 20 多所学校合作。该项目的学生最近与位于缅因州波特兰的环境健康倡导组织 Defend Our Health 合作。该组织正在开展活动，以扩大多个州的检测资源，要求房东披露水井检测信息，并加强缅因州的饮用水标准。在德克萨斯州，Roh 正处于类似的社区检测计划的早期阶段，该计划除了自来水检测外，还增加了尿液和脚趾甲样本的收集。这些生物样本可以显示参与者体内是否真的有可检测到的砷含量。Roh 说，作为参与的回报，人们将收到一个水过滤器，放在水龙头上。

希望，人们的意识、研究和测试的提高能带来变化，并增强应对当前和未来干旱的能力——但这需要坚持不懈。霍尔在研究井水中的砷时表示，她遇到了一些对测试和治疗想法的抵制。“有一种田园诗般的乡村生活，就像‘哦，我们靠土地生活，喝着自己的水。’”人们想象中的水和田园风光一样纯净自然，但霍尔最终警告说，“在岩石上钻 100 到 600 英尺深的井并从中抽水，这根本就不是[自然]的。”