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2024年11月22日
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編者按：
砷，俗稱砒，是一種非金屬元素，在化學元素周期表中位于33。它天然存在于地殼中，但如果溶入地下水，與人體長期接觸將導致嚴重的健康風險，包括對皮膚、肺、膀胱和腎臟等的損害，甚至誘發癌癥。
高砷地下水在全球70多個國家均有分布，尤其是在孟加拉、印度、柬埔寨、越南，砷的分布范圍更廣。近來年，由飲用高砷地下水引發的地方性砷中毒已成為一個全球性環境地質問題。據了解，目前世界范圍內約有1．37億人飲用砷含量超過10μg/L的地下水。在孟加拉國，這個數字達到了5000萬！在中國，地下水砷超標同樣不容忽視！《科學》雜志曾指出，中國有1958萬人生活在地下水砷超標的高風險地區。
為此，《城市化》雜志特約河海大學水文水資源學院副教授庾從蓉就高砷地下水問題撰文，希望引起更多人對這個長久以來被嚴重忽視的環境問題的重視。
孟加拉國地下水高砷現狀
孟加拉國是一個人口密集的國家，約1.28億人居住在面積相對較小的區域——147570km2，人口密度867人／km2。孟加拉國的年人口增長率為1.8％，洪水和干旱等自然災害頻繁發生。20世紀70年代以前，孟加拉國農村地區大部分飲用水取自易受糞便污染的地表水源，從而導致諸如腹瀉、痢疾、傷寒、霍亂和肝炎等疾病。相對來說，地下水沒有致病微生物，而且在孟加拉盆地地下蓄水層埋藏不深，因此當前孟加拉國農村地區生活用水主要取自地下水。
據估計，目前孟加拉國97％的鄉村飲用水供應和農田灌溉都來源于地下水。但是地下水的高砷問題已被確定為盂加拉國地下水資源所面臨的最大威脅。世界衛生組織制定的飲用水砷的指導值為l0g/L，而孟家加拉國國家飲用水標準是世界衛生組織飲用水指導值的5倍即50g/L。根據2009年孟加拉國全國飲用水水質調查的數據，大約有兩千萬人飲用水砷濃度超過50g/L。如果按世界衛生衛組織推薦的10g/L的指導值計算，則這一數據超過四千五百萬。根據最新的砷暴露數據，可估算砷暴露濃度大于50g/L可造成每年2.4萬成人死亡。全國平均而言，18個死亡的成年人中就有一個與砷相關。
1、孟加拉國地下水中砷的來源
砷元素在自然環境中是普遍存在的(以固相或液相存在)，具有金屬和非金屬特性。砷通常存在于巖石、土壤、水、空氣和生物組織中。在孟加拉國，砷元素自然存在于土壤和地下沉積物中，目前砷(高濃度)被假定為存在于表層覆有氫氧化鐵的沖積物中。那砷是如何從土壤進入水中的？
很多人認為砷元素是在地下30—50米的深度進入水中的，這個深度也是水泵從地下抽水的深度。麻省理工學院教授Charles Harvey的論文證明了微生物代謝有機碳觸發了土壤及沉積物中的砷溶入水中，農作物灌溉系統扮演了關鍵性的角色。2005年，《美國科學學院學報》上的一篇論文的研究結果表明，洪水把砷污染從沉積物中釋放了出來。美國斯坦福大學Scott Fendorf領導的研究組的測量表明，釋放出的礦物并不存在于地下30—50米的深度，他們認為，砷污染主要存在于地下5米之上的深度。在這個深度中，被污染的水向下深入土壤和巖石，然后作為飲用水從水井中抽出。孟加拉國飲用水中砷元素的來源還在爭論中，因此對孟加拉國水循環進行基礎研究之后，才能確定地下水砷含量高的原因。
2、地下水管井通過高砷地帶
20世紀70年代，國際救援及發展組織與孟加拉國政府曾共同努力開鑿管井以改善居民飲用水源，為孟加拉國提供了1000余萬口手泵井，這項救助措施雖使得孟加拉國國內霍亂等傳染病爆發率逐漸下降，也使孟加拉國嬰兒和五歲以下兒童的死亡率降低，但與此同時也帶來了更嚴重的與砷有關的癌癥以及砷中毒問題。
當時，由于沒有砷存在水溶性成分的證據，因此英國地質調查局的團隊對孟加拉國中部和東北部的地下水化學成分試驗中沒有測試砷含量。英國議會也因此否決了對孟加拉國砷中毒受害者賠償的上訴。管井的深度與高砷地帶相同，使得大概7500萬（2004）的居民暴露在高砷的飲用水環境中。
此外，政府大量挖掘人工池塘，取得泥沙用在防洪工程上。水利工程的存在也加劇了地下水砷污染。
3、砷中毒的危害
砷俗稱砒霜，能夠對人類健康造成危害。人體不會積聚砷且能夠自然排泄砷。如果人體攝取砷的總量大于砷的排泄量，砷將積聚在毛發和指甲中。營養不良和社會經濟條件的落后能夠加重砷毒性的危害。早期的砷中毒癥狀是皮膚出現黑斑點，進一步發展將使皮膚硬化(通常開始于手掌和腳掌)。世界衛生組織1996年指出 ，長期與砷接觸，砷中毒癥狀(例如皮膚硬化)能夠持續5—10年。久而久之，砷中毒癥狀將變得越來越明顯，在某些情況下，內臟（包括肝臟、腎臟和肺）也會受到影響。當砷中毒非常嚴重時能夠誘發癌癥（例如皮膚癌和肝癌等）和四肢壞疽。
4、孟加拉地下水砷含量高，影響范圍廣
據報導，在孟加拉國的一些地區，地下水中砷的濃度高達2000g/L。同時，公共衛生管理部門也發現，在3，000，000—4，000，000口供水井中，有l，200，000口(29％)供水井受到了砷污染。
至2007年為止，印度環境研究院會同孟加拉國Dhaka社區醫院已經對該國大約68000個村中的3600個村完成了壓把井水樣的采集分析工作。其中有2500個村的水砷含量超過10g/L（世界衛生組織飲用水砷的指導值），2000個村超過50g/L (孟加拉國飲水含砷量標準)。基于對孟加拉國所有64個縣50808份水樣的檢測分析，發現有60個縣水中砷含量超過10g/L，51個縣超過50g/L。醫療組對該國31個縣77個警管區260個村的18991人進行了臨床診察，確認3762人有皮膚病損癥狀。分析結果表明，該國有40.3％的壓把井水砷含量超過10g/L，有26.3％超過50g/L。
5、砷中毒意識的淡薄
由于孟加拉國當地居民砷中毒知識的匱乏，目前很多居民認為身體的中毒現象與飲用水無關。另外，由于化合物化學和物理組成、砷進人人體的路徑、攝取劑量和接觸時間以及砷接觸個體的性別和年齡的不同，砷對人體的毒性也各不相同，造成飲用同一井水的人砷中毒表現的程度明顯不一。砷中毒的社會接受度的不足導致很多人還在繼續飲用高砷的地下水。
面對如此災難，人們的應對措施
1、用簡單、有效的野外測試包鑒定砷含量超標的水井
彼此臨近的水井中的水所含的砷濃度可能極其不同，因為這些水井可能鉆入有著不同砷含量的不同深度蓄水層。考慮到高砷井數量巨大，所以用低成本簡單的野外測試包的鑒定方法給井水進行監測，然后給水井標上色標以便將適于采集飲用水的井與只適用于其他用途的井區分開來，非常有效。
2、使用無污染或污染較少的水井
有了科學的監測方法之后，就可以區分無污染與有污染的水井，盡量使用無污染或污染較少的水井。
在某些情況中，不可能只憑一種技術來向社區提供可持續的、能負擔得起的安全水供應。如果不能獲得全年都安全的水源，那么或許必須采取短期解決辦法，在雨季期間使用一種水源(例如，地下水或雨水)，而在旱季期間使用另一種水源(例如，去除砷污染后的水或經過家庭消毒劑處理的池塘水)。
3、去除飲用水中砷的方法
直接對飲用水進行過濾和吸附處理，包括：
（1）利用商業生產的能去除水中某些化合物的合成樹脂進行離子交換，這些樹脂能去除砷酸鹽但不能去除亞砷酸鹽；
（2）用可從商業渠道獲得的粗粒活性氧化鋁進行過濾；
（3）可以用沙進行過濾。如果富含砷的水還含有高濃度溶解鐵，在通過過濾去除鐵的時候也將去除大部分砷。該方法由于成本高，在現實中并沒有起到真正的作用。
4、進行大規模教育和培訓
為了收到更大成效，必須通過交流、支持等方式努力改變行為，鼓勵使用其他水源或進行家庭水處理。因此，長期解決辦法應包括就砷的有害影響以及避免這些影響的辦法進行大規模教育和培訓。
5、國家以及世界衛生組織的努力
（1）世界各組織聯合對砷污染程度進行評估
世界銀行、聯合國兒童基金會(UNICEF)、世界衛生組織和一些其他國際援助機構聯合作出決定(1997)，對孟加拉國砷污染的程度進行評估，通過野外比色測定法對所有手泵水井進行測試。到目前為止，已對超過100萬口水井進行了測試。把砷濃度大于50g/L的水井涂上紅色油漆，代表該水井的地下水是不能飲用的；對砷濃度小于50g/L的水井涂上綠色油漆，代表該水井中的地下水是可以飲用的。
（2）聯合國基金會撥款提供清潔飲用水
2000 年7 月核準的一筆250 萬美元聯合國基金會撥款使世衛組織和兒童基金會得以支持一個項目，向孟加拉國受影響最嚴重的三個分區中的110 萬人提供其他清潔飲水供應。該項目運用了一種綜合措施，包括交流，加強分區及以下各級所有利益相關方的技能，檢驗管井，管理患者以及提供其他供水辦法等。令人關注的一個問題是必須繼續促進公共衛生人員的認識和參與。
（3）世界衛生組織開發篩查砷的簡單現場工具包以及去除砷的產品
世衛組織（泛美衛生組織）泛美衛生工程和環境科學中心開發了篩查飲用水中砷成分的簡單現場工具包，以及用于家庭去除飲用水中砷的技術和一項產品，該技術和產品已在阿根廷、墨西哥和秘魯得到應用。世衛組織在美洲區域的應對工作還包括向有關國家提供關于在阿根廷、墨西哥、尼加拉瓜和秘魯農村社區進行風險評估和風險管理的指導。
（4）致力于其他問題的加強與防范
飲用含砷水的后果以實例證明飲用水和健康方面新出現的令人關注的問題。除開展減少砷的活動以及與實際或可能受到砷污染飲用水影響的會員國進行合作外，秘書處一直以來還致力于加強對其他新出現問題的防范，例如開發了一個簡單的迅速評估和篩查工具以便確定飲用水中哪些化學物質可能給健康造成危害。
環境修復應與經濟社會相結合
我的家鄉在云南個舊，這座城市素有“錫都”之稱。這里因盛產大錫而聞名中外，已有數千年的開采、冶煉歷史，但也因為礦產開采和冶煉的過度，這里的環境污染已經到了不得不治的程度——在開采和冶煉的過程中，大部分企業沒有足夠的環境保護意識，或者不愿意為環境保護花費資金，隨意堆放廢物、排放廢水，致使污染物質隨雨水和廢水進入河水和地下水中，使水源受到不同程度的污染。天長日久，重金屬污染危害顯現：這里成為了一個癌癥高發地區，幾乎所有的癌癥類型在這里都有。
個舊附近的部分鄉鎮，曾經是“魚米之鄉”，盛產水稻、甘蔗、石榴、青筍等農作物，但由于經濟和社會發展的需求，對錫、鉛、銅等礦石開采、選礦、冶煉的企業逐漸增多，使這些農作物受到污染，產量減少，最后不再栽種，這些都是礦物開采、選礦、冶煉導致環境污染的例子。
在各種類別的地下水污染中，砷污染是最難治理的污染之一。中國在20世紀80年代也曾有過一個時期，隨意向水中排放放射性礦物。這種情況雖然現在已經得到了有效控制，但是污染遺留問題依然嚴峻。幾年前，曾有民間組織沿湘江調查，看湘江水中砷的含量；如今，我國內蒙地區仍然是砷污染情況較為嚴重的地區。
防治環境污染，向社會各方做好觀念普及十分重要。孟加拉國地下水含砷問題格外突出，目前數千萬居民的身體健康受到砷污染的威脅。20世紀70年代以來，為了解決生活用水問題，孟加拉政府在國際援助機構幫助下在全國各地打了數百萬口深層管井，但是由于當時沒有檢測地下水礦物元素中砷的含量，而剛好孟加拉巖層的高砷帶從井水抽取帶上通過，當地人飲用地下水后，皮膚潰爛、骨頭變形等癥狀增多。之后人們才找到癥因，又花費了很多時間、金錢，人力和物力補救。但目前還有很多居民在飲用高砷水，他們在觀念上認為那是無害的——污染觀念的局限性導致了污染治理的周折。
現在，雖然環境污染修復技術已經有了很大提升，但是很多時候只靠科學技術無法從根本上解決環境問題。環境污染的治理還應當與經濟社會相結合。甘肅省張掖市高臺縣駱駝城就是一個很好的例子。駱駝城灌區氣候干旱，降水量少、蒸發量大，地下水資源允許開采量較小，地表水供給量受到黑河分水方案限制。水資源條件與農業經濟結構布局不相適應，水資源供需矛盾突出。由于駱駝城鄉距離地表水較遠，輸水費用又太高，各個機構難以分配利益，所以都不太愿意往這個地區輸水，造成地表水供給不足。結果只能靠大量提取地下水進行灌溉，致使地下水位急速下降，造成地面沉降、水質變壞等環境問題。若僅從技術的角度考慮，制止地下水水位的下降，應思考如何實現總水量的優化配置。但是該怎樣實現地下水、地表水的優化配置？中間就是各個利益團體之間的平衡。所以技術人員做模型時，除了考慮物理因素——怎樣最優化分配水量、污染物怎樣遷移等——之外，還要把經濟、社會因素考慮在內，做好各方利益的平衡，最終才能真正解決實際問題。再者，如果灌區供水水量不夠，調整農作物結構、增加節水措施、減少灌區面積等也是解決問題的有效途徑。
再以北京為例。北京周邊有很多企業，造成了城市環境的污染。如果把這些企業全部遷往外地，短期內很難做到；如果把這些企業撤銷掉，則會造成大批人失業——這是生存與環境之間的矛盾。數量龐大的人群在短期內失去生活保障，必然導致社會不穩定因素增加。對于政府、社會來說，首先要“以人為本”，如果人們的生活都無以為繼，那么再怎么“山清水秀”也是無價值的。所以在兩者的取舍上，目前情況下，更傾向于先犧牲一部分環境，提高民眾的生活水平后再考慮可持續發展的問題。
對于環境治理，政府、企業與學術界各有角度。理工科做研究，很多時候是從技術角度出發考慮問題，但有時候會發現技術與實際問題之間是存在距離的，要把社會經濟的成分放進去才可填補這個距離。所以，做好當下中國的環境污染修復工作，應該將科學技術與經濟社會結合在一起，這兩者是一個整體，不能把它們割離開。
