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2025年07月16日
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編者按：
砷，俗稱砒，是一種非金屬元素，在化學(xué)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(dǎo)致嚴(yán)重的健康風(fēng)險，包括對皮膚、肺、膀胱和腎臟等的損害，甚至誘發(fā)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(fā)的地方性砷中毒已成為一個全球性環(huán)境地質(zhì)問題。據(jù)了解，目前世界范圍內(nèi)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(shù)字達(dá)到了5000萬！在中國，地下水砷超標(biāo)同樣不容忽視！《科學(xué)》雜志曾指出，中國有1958萬人生活在地下水砷超標(biāo)的高風(fēng)險地區(qū)。
為此，《城市化》雜志特約河海大學(xué)水文水資源學(xué)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(yán)重忽視的環(huán)境問題的重視。
孟加拉國地下水高砷現(xiàn)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(qū)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(zāi)害頻繁發(fā)生。20世紀(jì)70年代以前，孟加拉國農(nóng)村地區(qū)大部分飲用水取自易受糞便污染的地表水源，從而導(dǎo)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(dāng)前孟加拉國農(nóng)村地區(qū)生活用水主要取自地下水。
據(jù)估計(jì)，目前孟加拉國97％的鄉(xiāng)村飲用水供應(yīng)和農(nóng)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(wèi)生組織制定的飲用水砷的指導(dǎo)值為l0g/L，而孟家加拉國國家飲用水標(biāo)準(zhǔn)是世界衛(wèi)生組織飲用水指導(dǎo)值的5倍即50g/L。根據(jù)2009年孟加拉國全國飲用水水質(zhì)調(diào)查的數(shù)據(jù)，大約有兩千萬人飲用水砷濃度超過50g/L。如果按世界衛(wèi)生衛(wèi)組織推薦的10g/L的指導(dǎo)值計(jì)算，則這一數(shù)據(jù)超過四千五百萬。根據(jù)最新的砷暴露數(shù)據(jù)，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(guān)。
1、孟加拉國地下水中砷的來源
砷元素在自然環(huán)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(jìn)入水中的？
很多人認(rèn)為砷元素是在地下30—50米的深度進(jìn)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(xué)院教授Charles Harvey的論文證明了微生物代謝有機(jī)碳觸發(fā)了土壤及沉積物中的砷溶入水中，農(nóng)作物灌溉系統(tǒng)扮演了關(guān)鍵性的角色。2005年，《美國科學(xué)學(xué)院學(xué)報》上的一篇論文的研究結(jié)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(xué)Scott Fendorf領(lǐng)導(dǎo)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(rèn)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(huán)進(jìn)行基礎(chǔ)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(jì)70年代，國際救援及發(fā)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(xiàng)救助措施雖使得孟加拉國國內(nèi)霍亂等傳染病爆發(fā)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(yán)重的與砷有關(guān)的癌癥以及砷中毒問題。
當(dāng)時，由于沒有砷存在水溶性成分的證據(jù)，因此英國地質(zhì)調(diào)查局的團(tuán)隊(duì)對孟加拉國中部和東北部的地下水化學(xué)成分試驗(yàn)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?shù)纳显V。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(huán)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?qū)θ祟惤】翟斐晌：ΑＨ梭w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(fā)和指甲中。營養(yǎng)不良和社會經(jīng)濟(jì)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(xiàn)黑斑點(diǎn)，進(jìn)一步發(fā)展將使皮膚硬化(通常開始于手掌和腳掌)。世界衛(wèi)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(xù)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(nèi)臟（包括肝臟、腎臟和肺）也會受到影響。當(dāng)砷中毒非常嚴(yán)重時能夠誘發(fā)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(jù)報導(dǎo)，在孟加拉國的一些地區(qū)，地下水中砷的濃度高達(dá)2000g/L。同時，公共衛(wèi)生管理部門也發(fā)現(xiàn)，在3，000，000—4，000，000口供水井中，有l(wèi)，200，000口(29％)供水井受到了砷污染。
至2007年為止，印度環(huán)境研究院會同孟加拉國Dhaka社區(qū)醫(yī)院已經(jīng)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(wèi)生組織飲用水砷的指導(dǎo)值），2000個村超過50g/L (孟加拉國飲水含砷量標(biāo)準(zhǔn))。基于對孟加拉國所有64個縣50808份水樣的檢測分析，發(fā)現(xiàn)有60個縣水中砷含量超過10g/L，51個縣超過50g/L。醫(yī)療組對該國31個縣77個警管區(qū)260個村的18991人進(jìn)行了臨床診察，確認(rèn)3762人有皮膚病損癥狀。分析結(jié)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(dāng)?shù)鼐用裆橹卸局R的匱乏，目前很多居民認(rèn)為身體的中毒現(xiàn)象與飲用水無關(guān)。另外，由于化合物化學(xué)和物理組成、砷進(jìn)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(xiàn)的程度明顯不一。砷中毒的社會接受度的不足導(dǎo)致很多人還在繼續(xù)飲用高砷的地下水。
面對如此災(zāi)難，人們的應(yīng)對措施
1、用簡單、有效的野外測試包鑒定砷含量超標(biāo)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?yàn)檫@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?dāng)?shù)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(jìn)行監(jiān)測，然后給水井標(biāo)上色標(biāo)以便將適于采集飲用水的井與只適用于其他用途的井區(qū)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(xué)的監(jiān)測方法之后，就可以區(qū)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(shù)來向社區(qū)提供可持續(xù)的、能負(fù)擔(dān)得起的安全水供應(yīng)。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(jīng)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(jìn)行過濾和吸附處理，包括：
（1）利用商業(yè)生產(chǎn)的能去除水中某些化合物的合成樹脂進(jìn)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(yè)渠道獲得的粗粒活性氧化鋁進(jìn)行過濾；
（3）可以用沙進(jìn)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(xiàn)實(shí)中并沒有起到真正的作用。
4、進(jìn)行大規(guī)模教育和培訓(xùn)
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(jìn)行家庭水處理。因此，長期解決辦法應(yīng)包括就砷的有害影響以及避免這些影響的辦法進(jìn)行大規(guī)模教育和培訓(xùn)。
5、國家以及世界衛(wèi)生組織的努力
（1）世界各組織聯(lián)合對砷污染程度進(jìn)行評估
世界銀行、聯(lián)合國兒童基金會(UNICEF)、世界衛(wèi)生組織和一些其他國際援助機(jī)構(gòu)聯(lián)合作出決定(1997)，對孟加拉國砷污染的程度進(jìn)行評估，通過野外比色測定法對所有手泵水井進(jìn)行測試。到目前為止，已對超過100萬口水井進(jìn)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(lián)合國基金會撥款提供清潔飲用水
2000 年7 月核準(zhǔn)的一筆250 萬美元聯(lián)合國基金會撥款使世衛(wèi)組織和兒童基金會得以支持一個項(xiàng)目，向孟加拉國受影響最嚴(yán)重的三個分區(qū)中的110 萬人提供其他清潔飲水供應(yīng)。該項(xiàng)目運(yùn)用了一種綜合措施，包括交流，加強(qiáng)分區(qū)及以下各級所有利益相關(guān)方的技能，檢驗(yàn)管井，管理患者以及提供其他供水辦法等。令人關(guān)注的一個問題是必須繼續(xù)促進(jìn)公共衛(wèi)生人員的認(rèn)識和參與。
（3）世界衛(wèi)生組織開發(fā)篩查砷的簡單現(xiàn)場工具包以及去除砷的產(chǎn)品
世衛(wèi)組織（泛美衛(wèi)生組織）泛美衛(wèi)生工程和環(huán)境科學(xué)中心開發(fā)了篩查飲用水中砷成分的簡單現(xiàn)場工具包，以及用于家庭去除飲用水中砷的技術(shù)和一項(xiàng)產(chǎn)品，該技術(shù)和產(chǎn)品已在阿根廷、墨西哥和秘魯?shù)玫綉?yīng)用。世衛(wèi)組織在美洲區(qū)域的應(yīng)對工作還包括向有關(guān)國家提供關(guān)于在阿根廷、墨西哥、尼加拉瓜和秘魯農(nóng)村社區(qū)進(jìn)行風(fēng)險評估和風(fēng)險管理的指導(dǎo)。
（4）致力于其他問題的加強(qiáng)與防范
飲用含砷水的后果以實(shí)例證明飲用水和健康方面新出現(xiàn)的令人關(guān)注的問題。除開展減少砷的活動以及與實(shí)際或可能受到砷污染飲用水影響的會員國進(jìn)行合作外，秘書處一直以來還致力于加強(qiáng)對其他新出現(xiàn)問題的防范，例如開發(fā)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(xué)物質(zhì)可能給健康造成危害。
環(huán)境修復(fù)應(yīng)與經(jīng)濟(jì)社會相結(jié)合
我的家鄉(xiāng)在云南個舊，這座城市素有“錫都”之稱。這里因盛產(chǎn)大錫而聞名中外，已有數(shù)千年的開采、冶煉歷史，但也因?yàn)榈V產(chǎn)開采和冶煉的過度，這里的環(huán)境污染已經(jīng)到了不得不治的程度——在開采和冶煉的過程中，大部分企業(yè)沒有足夠的環(huán)境保護(hù)意識，或者不愿意為環(huán)境保護(hù)花費(fèi)資金，隨意堆放廢物、排放廢水，致使污染物質(zhì)隨雨水和廢水進(jìn)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(xiàn)：這里成為了一個癌癥高發(fā)地區(qū)，幾乎所有的癌癥類型在這里都有。
個舊附近的部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)，曾經(jīng)是“魚米之鄉(xiāng)”，盛產(chǎn)水稻、甘蔗、石榴、青筍等農(nóng)作物，但由于經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的需求，對錫、鉛、銅等礦石開采、選礦、冶煉的企業(yè)逐漸增多，使這些農(nóng)作物受到污染，產(chǎn)量減少，最后不再栽種，這些都是礦物開采、選礦、冶煉導(dǎo)致環(huán)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(jì)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(xiàn)在已經(jīng)得到了有效控制，但是污染遺留問題依然嚴(yán)峻。幾年前，曾有民間組織沿湘江調(diào)查，看湘江水中砷的含量；如今，我國內(nèi)蒙地區(qū)仍然是砷污染情況較為嚴(yán)重的地區(qū)。
防治環(huán)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(shù)千萬居民的身體健康受到砷污染的威脅。20世紀(jì)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(jī)構(gòu)幫助下在全國各地打了數(shù)百萬口深層管井，但是由于當(dāng)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(dāng)?shù)厝孙嬘玫叵滤螅つw潰爛、骨頭變形等癥狀增多。之后人們才找到癥因，又花費(fèi)了很多時間、金錢，人力和物力補(bǔ)救。但目前還有很多居民在飲用高砷水，他們在觀念上認(rèn)為那是無害的——污染觀念的局限性導(dǎo)致了污染治理的周折。
現(xiàn)在，雖然環(huán)境污染修復(fù)技術(shù)已經(jīng)有了很大提升，但是很多時候只靠科學(xué)技術(shù)無法從根本上解決環(huán)境問題。環(huán)境污染的治理還應(yīng)當(dāng)與經(jīng)濟(jì)社會相結(jié)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(qū)氣候干旱，降水量少、蒸發(fā)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(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)布局不相適應(yīng)，水資源供需矛盾突出。由于駱駝城鄉(xiāng)距離地表水較遠(yuǎn)，輸水費(fèi)用又太高，各個機(jī)構(gòu)難以分配利益，所以都不太愿意往這個地區(qū)輸水，造成地表水供給不足。結(jié)果只能靠大量提取地下水進(jìn)行灌溉，致使地下水位急速下降，造成地面沉降、水質(zhì)變壞等環(huán)境問題。若僅從技術(shù)的角度考慮，制止地下水水位的下降，應(yīng)思考如何實(shí)現(xiàn)總水量的優(yōu)化配置。但是該怎樣實(shí)現(xiàn)地下水、地表水的優(yōu)化配置？中間就是各個利益團(tuán)體之間的平衡。所以技術(shù)人員做模型時，除了考慮物理因素——怎樣最優(yōu)化分配水量、污染物怎樣遷移等——之外，還要把經(jīng)濟(jì)、社會因素考慮在內(nèi)，做好各方利益的平衡，最終才能真正解決實(shí)際問題。再者，如果灌區(qū)供水水量不夠，調(diào)整農(nóng)作物結(jié)構(gòu)、增加節(jié)水措施、減少灌區(qū)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(yè)，造成了城市環(huán)境的污染。如果把這些企業(yè)全部遷往外地，短期內(nèi)很難做到；如果把這些企業(yè)撤銷掉，則會造成大批人失業(yè)——這是生存與環(huán)境之間的矛盾。數(shù)量龐大的人群在短期內(nèi)失去生活保障，必然導(dǎo)致社會不穩(wěn)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(huán)境，提高民眾的生活水平后再考慮可持續(xù)發(fā)展的問題。
對于環(huán)境治理，政府、企業(yè)與學(xué)術(shù)界各有角度。理工科做研究，很多時候是從技術(shù)角度出發(fā)考慮問題，但有時候會發(fā)現(xiàn)技術(shù)與實(shí)際問題之間是存在距離的，要把社會經(jīng)濟(jì)的成分放進(jìn)去才可填補(bǔ)這個距離。所以，做好當(dāng)下中國的環(huán)境污染修復(fù)工作，應(yīng)該將科學(xué)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)社會結(jié)合在一起，這兩者是一個整體，不能把它們割離開。
