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第四章

地表水与地下海洋

在所有自然资源中,水已经成为人类最宝贵的资源。现在,地球表面绝大部分都覆盖着海水。纵然如此,身处海洋包围的人类仍感觉水资源匮乏。这一悖论实则是由于地球表面大部分水资源的海盐含量非常高,不适宜于农业、工业或人类饮用。因而,世界上绝大部分人口正经受或面临着水资源匮乏的威胁。当今时代,人类忘记了自己的本源,对生存最基本的需求置若罔闻,水资源和其他资源因此成了人类冷漠行为的牺牲品。

只有放在人类整体环境污染的大框架中,才能更清楚地理解杀虫剂导致的水污染问题。进入人类的水系统并造成污染的物质来源很多:核反应堆、实验室、医院排放的放射性废物,核爆炸产生的放射性尘埃,城乡居民的生活垃圾,工厂排出的化学废弃物,等等。除此之外,还有一种新的飘散性物质:农田、花园、森林和田野里喷洒的各种农药喷剂。在这些骇人听闻的农药中,很多化学药剂的危害堪比,甚至远超放射性辐射。不仅如此,这些化学药品之间还存在着可怕的、不为人知的反应、转化以及叠加危害效应。自从化学家开始生产非天然存在的化学物质,水净化问题就变得十分复杂,用水者的风险也随之增加。众所周知,合成化学药品的大规模生产始于20世纪40年代。如今产量惊人,每天都有大量化学污染物如洪水一般涌入全国的水系统。这些化学污染物不可避免地与生活垃圾和其他废弃物混合在一起,极大挑战了净水厂通常使用的检测手段。大部分化学废弃物极其顽固,无法用常规手段分解。很多时候,将它们从其他废弃物中辨识出来都非常困难。河道中充斥着各种各样的污染物,混合而成的沉淀物被称为“糊状物质”,令河道清淤工程师束手无策。麻省理工学院罗尔夫·埃利亚森教授曾在国会委员会的陈词中证明,环境工程师无法预测这些化学物质的混合效应,也不可能识别这些混合物生成的全新有机物质。他说:“我们根本不知道那是些什么东西,对人类有什么影响。我们完全一无所知。”人类用来防控昆虫、啮齿类动物或杂草的各类化学药品不断促进这些有机污染物的生成。其中有些化学药品是专为水体设计的,用以消灭水中的植物、昆虫幼虫或不受欢迎的鱼类。有些污染物则来自森林农药喷施。为了杀灭某种昆虫,有的州对两三百万英亩森林进行全覆盖式农药喷洒,这些农药喷剂有的直接落入溪流,有的透过树叶间隙滴入森林土壤,随着土壤中的渗流水,开启流向大海的漫漫旅程。人们为防控农田害虫和啮齿类动物而喷施的千百万磅农药被雨水冲刷,大部分残留物加入流向海洋的运动。随处都可以找到强有力的证据,显示我们的溪流甚至公共水源中存在大量化学药品残留。举个例子来说,人们从宾夕法尼亚州一处果园里采集了饮用水样本,在实验室里用鱼进行测试,结果发现取样水中含有大量杀虫剂残留。不到四个小时,实验室里的鱼就全部死光了。流经喷洒过农药的棉花田的溪水,即便经过净水处理,对鱼类依然具有致命毒性。因为流经喷洒过八氯莰烯(一种氯代烃,也称“毒杀芬”)的农田,阿拉巴马州田纳西河十五条支流中的鱼全部中毒死亡,其中有两条支流为城市提供公共用水。然而,喷洒杀虫剂一周以后,河水里仍然含毒,因为河流下游水箱中养殖的金鱼每天都会死掉很多条。

此类化学污染基本上无法用肉眼看到,有时候用技术手段也检测不到,只有出现大量鱼类死亡事件,人们才会察觉。对这些有机污染物,致力于水资源保护的化学家既没有可以借助的常规检测手段,也没有根治的办法。但不管能不能够检测出来,杀虫剂就在那里,而且很可能与人类施洒向地表的大量其他物质一样,已经进入全国主要河系。

如果有人怀疑我们的水源几乎全部被杀虫剂污染这一事实,不妨建议他阅读一下美国鱼类及野生动物管理局在1960年发布的一篇报道。管理局开展了一项研究,调查鱼类体内是否会像恒温动物一样积存杀虫剂。第一批鱼类样本取自西部林区的一条河中,该林区曾为防控云杉食心虫而大范围喷洒过DDT。不出所料,这些鱼体内全部含有DDT!第二批鱼类样本取自离农药喷洒区30英里的一条偏远小溪中。对照两批样本结果,研究者有了非同寻常的发现。小溪位于第一条河的上游部分,两者之间隔着一道大瀑布。小溪所在地点从没有喷洒过农药。然而,小溪里的鱼体内也含有DDT!化学药品难道会通过看不见的地下水道流入这条偏远的小溪?抑或是通过空气传播,飘入溪水中?在另一项对比调查中,人们在孵化场的鱼类组织中也发现了DDT,而该孵化场的水源来自深井。与小溪的情况一样,深井所在地附近也从未喷洒过农药。唯一可能的污染途径就是地下水。在整个水污染问题上,大面积的地下水污染也许才是最令人不安的威胁。只要在任一处水域投入杀虫剂,所有水域的水都会受到威胁。大自然无法在一个个独立的封闭空间中运行,在地球水资源配制上更做不到这一点。落到地面上的雨水穿过土壤和岩石的孔洞与缝隙,一直向下渗透、渗透,直至最后抵达岩壁里充满水的黑漆漆的地下海域。地下海洋形态随地表山峰、山谷的走势发生变化。地下水始终处于运动之中,有时速度非常慢,一年仅移动15米;有些时候速度比较快,一天可以移动约160米。地下水主要流经地下,偶尔会涌出地面形成泉水,或被引入井中。不过大部分情况下,地下水最终汇入小溪与河流。除了那些汇入河流的雨水和表面径流外,地球表面所有流动水都曾是地下水。所以,从非常实际且令人惶恐的意义上讲,污染地下水就污染了全世界的水。

科罗拉多州一家制药厂里的有毒化学物质想必是经过黑漆漆的地下海,到达几英里外的农场,污染水井,致使人畜患病,庄稼损毁。这种情况非常独特,但肯定不会是孤例。事件的过程大致如下:1943年,建在丹佛附近的美国化学特种部队落基山兵工厂开始制造军需品。八年后,兵工厂的设备租赁给一家私人炼油公司生产杀虫剂。杀虫剂还没开始投产,离奇事件却接二连三地发生。离工厂几英里的农民申诉说,他们的牲畜因不明原因患病,庄稼大片大片损毁。树叶变黄,植物停止生长,很多农作物都死掉了。居民患病的事件频频发生一,人们认为这些事件之间定有关联。

这些农场的灌溉用水来源于浅层井水。1959年,好几个州与联邦政府机构开展联合调查,在井水中检测到化学混合物。落基山兵工厂在此处制造军需品的那些年,曾将氯化物、氯酸盐、磷酸盐、氟化物和砷排放到专门的蓄水池。兵工厂和农田的地下水显然因此遭到污染。兵工厂的化学废弃物经过七八年时间,从蓄水池缓慢移动到三英里外最近的农场。这种渗漏仍在继续,受污染区域一时不会有确切的数字。调查研究者既不知道如何消除这种污染,也没有办法终止污染继续扩散。

这一切已经够糟糕的了,人们却又在兵工厂的水井和排污蓄水池中发现了2,4D除草剂。在整个事件中,这一发现最令人匪夷所思,但从长远角度看来也最有研究价值。当然,发现了2,4D除草剂的存在,使得用这些水灌溉的庄稼遭到的毁损有了合理的解释。可蹊跷的是,兵工厂运营期间从未生产过2,4D除草剂。

派驻兵工厂调查的化学家经过长期、仔细的研究,断定2,4D除草剂是露天蓄水池中自然形成的化合物,由兵工厂排放的数种废弃物化合而成。无需人类化学家的干预,贮存池遇到空气、水、阳光,自动变成了化学实验室,生产出一种新的化学物质,接触到它的大部分植物都会被杀死。

这样一来,发生在科罗拉多州农场里的事件以及被毁损的庄稼,就超出了地域边界,从而具有了普遍性意义。其他地方的情况怎么样?除了科罗拉多州,其他化学污染的公共水域情况怎么样?在世界各地的湖泊、溪流中,在空气和阳光的催化作用下,哪些原本“无害”的化学物质会催生出新的危险化学物质?

的确,水资源化学污染最令人害怕的一面就在于:河流、湖泊、水库,甚或佐餐时喝的一杯水中都将因此含有不明化学物质,而这些物质是任何有良知的化学家都不愿意发明的。自由混合到一处的化学物质很可能会发生化学反应,这一现象深深困扰着美国公共卫生署的行政官员。他们十分担心,相对无害的物质混合生成有害物质这类事情会大规模发生。这种反应可能在两种或两种以上的化学物质之间发生,也可能在化学物质与日渐排放到河流中的放射性废弃物之间发生。在电离辐射的作用下,它们很容易发生原子重组,继而改变化学特性。这一切既无法预测,也不可控制。

当然,受污染的不仅是地下水,还有地表的流动水:小溪、河流、灌溉用水。发生在加州图里湖和南克拉马斯湖国家野生动物保护区的事情,为地表水遭受污染提供了可怕的例证。这两个保护区与俄勒冈州边界内的北克拉马斯湖保护区同属于一个大的保护区链。仿佛冥冥中的安排,这三个保护区共享同一个水源,相互连接。三个保护区被周围广袤的农田包围,俨然如点缀在绿色海洋上的小岛。农田系沼泽和开阔水域经排水和引流改造而成,过去曾是鸟类的天堂。

保护区周围所有农田的灌溉用水均来自北克拉马斯湖。灌溉后的水被泵抽到图里湖,接着由图里湖被泵抽到南克拉马斯湖。因此,图里湖、南克拉马斯湖国家野生动物保护区与两大水体共同构成了一个农业排水系统。记住这一点对理解接下来发生的事情非常重要。

1960年夏天,保护区工作人员在图里湖和南克拉马斯湖捡到几百只死亡或快要死亡的鸟。其中大部分是食鱼鸟类——鹭、鹈鹕、 和鸥鸟。检测发现,这些鸟体内含有八氯莰烯、DDD和DDE等杀虫剂残留。湖里的鱼体内也发现了杀虫剂残留,浮游生物采样也含有杀虫剂。保护区管理人员认为,农田大量施用农药,灌溉用水回流,致使保护区湖水中杀虫剂残留急剧增加。

撇开保护区的最初设立目的落空不谈,自然保护区水资源污染令西部地区的猎鸭爱好者和珍爱此处美景的人感到痛心。水鸟鸣叫着掠过夜空,宛若空中飘浮的缎带,这样的美景一去不复返了。这两个野生动物保护区在保护西部水鸟方面有着极其重要的地位。它们所处的地理位置宛若漏斗的颈部,所有鸟类迁徙路线在此汇聚,形成著名的“太平洋迁徙线”。每到秋天的迁徙季节,西至白令海,东至哈德逊湾的栖息地会飞来数百万只野鸭和大雁——数量占该季节南迁到太平洋沿岸各州水鸟总数的3/4。夏天,水鸟喜欢来保护区栖聚,尤其是两大濒临灭绝的珍稀水鸟——美洲潜鸭和棕硬尾鸭 。如果这两个野生动物保护区的湖泊、池塘水资源遭受严重污染,对美国远西地区水鸟种群造成的伤害将无可挽回。

水促生了水族生物体之间无穷无尽的循环。大小如尘埃的浮游植物的绿色细胞、微小的水蚤、鱼类(以浮游生物为食,又会被其他鱼类或鸟类食吃)、水貂和浣熊都在这条生物链上。我们在考虑水资源的时候不能不把水族生物链纳入其中。我们知道,水中有用的矿物质会在食物链上一环一环进行传递。难道人类带入水中的毒素不会进入大自然的循环吗?

加州清水湖发生的怪事为我们提供了上述问题的答案。清水湖位于旧金山以北约90英里的山区,深受垂钓者喜爱。“清水湖”其实名不符实,湖水实际上相当浑浊,浅浅的湖底覆满黑色淤泥。对垂钓者和湖畔度假区居民来说非常不幸,湖水是小蚋虫(幽蚊属)的理想栖息地。蚋虫虽然与蚊子极其相近,却并不靠吸血为生,成年蚋虫甚至可能完全不吃东西。蚋虫数量庞多,生活在这个地区的居民不堪其扰,尝试过很多种灭杀方法,收效都非常小。20世纪40年代出现的氯代烃类杀虫剂为居民提供了新式灭杀武器。人们决定选用DDD灭杀蚋虫。该杀虫剂与DDT非常接近,但对鱼类威胁显然小得多。

1949年,人们经过周密筹划,确信不会造成危害性后果才开始向湖水中投放DDD杀虫剂。人们事先对湖水进行了勘测,根据湖水水量确定杀虫剂配比为0.014ppm。最初蚋虫基本灭杀殆尽,却在1954年卷土重来。这一次人们将农药配比提高到0.02ppm,认为应当可以彻底灭杀。

但是当年刚入冬,就开始有迹象表明其他生物也受到了牵连:湖区的北美 开始死亡,很快就累积至一百多例。北美 属繁殖鸟,受清水湖丰富的鱼类吸引,常在冬季飞来此处。这种水鸟外表华丽,习性优雅,多生活在加拿大和美国西部地区水域,在水边草丛中搭筑浮巢。北美 有着洁白的脖颈,乌黑油亮的头冠,凫过湖面时不会带起一丝涟漪,素有“天鹅 ”的美称。刚孵出的雏鸟浑身长满灰色绒羽,出生几个小时后就可以下水游泳和自由活动,在亲鸟背上嬉戏,栖居在亲鸟的羽翼之下。

1957年,一度绝迹的蚋虫再次死灰复燃。这一次灭杀后, 死亡数量远超上一次。跟1954年情况一样,死亡 身上并未发现传染病。有人提议对 体内脂肪组织进行化验,结果发现其脂肪中DDD含量竟然高达1600ppm!

湖水中最大杀虫剂浓度为0.02 ppm, 体内怎么会有如此惊人的化学残留? 主要以鱼、泥鳅、虾和昆虫等为食,人们检测了清水湖中的鱼,一切就都明白了——毒素被最小的有机体吸收、在体内积存,然后一级级传递给生物链上更大的食肉动物。检测发现,浮游生物体内杀虫剂残留为5 ppm(是湖水中最高杀虫剂浓度的250倍),食草鱼体内残留从40 ppm到300 ppm不等,食肉鱼体内残留最高。云斑 体内毒素含量可以飙升至2 500 ppm。这简直是“杰克建房” 故事的翻版:大食肉动物吃小食肉动物,小食肉动物吃食草动物,食草动物吃浮游生物,浮游生物吸收湖水中的毒素。

后来的发现更加令人匪夷所思:最近投放过DDD的湖水中竟然测不到它的踪迹!真相是,毒素并没有真正从湖水中消失,只是进入了水族生物的机体中。施药停止23个月之后,浮游生物体内杀虫剂残留依然高达5.3ppm。在这将近两年的时间里,毒素虽然在湖水中销声匿迹,却在浮游植物的盛衰中代代相传,同时也存积在水族动物体内。施药停止一年以后,所有受测鱼类、鸟类和青蛙体内仍然存在DDD残留。这些水族动物体内DDD残留量始终超出水中原始杀虫剂浓度许多倍。这些活体毒素携带者包括:施用DDD九个月后孵化出来的鱼类、 和体内毒素含量高达2000ppm的加州鸥等。湖上 营巢面积减少 数量从第一,次施用DDD前的1000多对锐减到1960年的30对左右。这30对营巢的 却没能繁育后代:自从第三次施用DDD后,清水湖上再也没见到过小 的影子。

整个污染链似乎肇始于最先摄入农药残留的微生植物。处在这条食物链末端的人类情况如何?人类很可能在毫不知晓的情况下,备好渔具,从清水湖中钓了不少鱼,带回家美美地享用一顿。大量摄入或重复性摄入DDD残留会对人们产生什么样的危害?

虽然加州公共卫生部门声称尚未发现DDD残留对人类产生危害,仍然在1959年发布了湖区停用DDD的禁令。从该药物具有的广泛生物学危害来看,停止施用似乎只是最小意义上的安全保护措施。在所有杀虫剂中,DDD导致的生理危害很可能最独特:它会损伤肾上腺中分泌性激素的肾上腺皮质外层细胞。早在1948年,人们就发现了这种破坏作用,但起初认为危害仅限于犬类,因为在猴子、老鼠和兔子等动物实验中并未发现问题。然而DDD在犬类身上引发的症状与人类阿狄森病患者的病症十分相似,不能不引起我们的重视。最近的医学研究发现,DDD确实会严重抑制人类肾上腺皮质功能。如今,DDD的细胞破坏力在临床上用于治疗一种罕见的肾上腺癌症。

清水湖事件引发了一个公众必须面对的问题:使用对生理过程有严重危害的物质防控昆虫,尤其是将化学药剂直接施诸水体,这样的做法明智吗?有必要吗?杀虫剂浓度在湖泊食物链中的爆炸式增长,说明使用的杀虫剂浓度非常低这一事实本身毫无意义。然而,为解决一个明显的且通常微不足道的问题,制造出一个更严重的且往往难以察觉的问题,这种情况大量存在,而且在愈演愈烈。清水湖事件就是一个典型代表。对饱受蚋虫困扰的居民而言,问题得到了顺利解决,这样做的代价却是给从湖中获取食物或饮用水的生物造成了无以名状、难以溯源的危害。

奇怪的是,故意在水库中投放农药的做法越来越常见,而其目的通常是为了开发娱乐项目(之后又需要斥巨资恢复其饮用水的用途)。某地的渔猎爱好者想发展渔猎业,于是说服政府主管部门在水库中投放农药,杀死他们不想要的杂鱼,孵化出符合渔猎爱好者口味的鱼。整个过程非常怪诞,像爱丽丝的奇境一般诡异。修建水库是为了满足居民用水的需要,当地居民很可能对渔猎爱好者的项目毫不知情,却被迫饮用含有农药残留的水,或被迫支付税费,治理根本不可能消除的农药残留。

由于地下水和地表水都遭受杀虫剂和其他化学药品污染,因此有毒且致癌的物质正在进入公共用水系统。美国国家癌症研究所的W.C.休珀博士向人们发出警告:“在能够预见的未来,饮用水污染导致的癌症风险将会大大增加。”事实上,在20世纪50年代初,荷兰开展的一项研究已经证实水污染有致癌风险。相对而言,河水比井水更容易遭受化学药物污染,因而,饮用水源为河水的城市居民比饮用井水的居民患癌症死亡的概率更高。含有天然致癌物质砷的水污染,导致了历史上两次大面积癌症爆发。其中一次污染,砷来自矿场矿渣堆,另一次来自天然含砷量高的岩石。随着含砷杀虫剂的大量使用,这种情形会不断重演。这些地区的土壤受到砷污染,雨水将土壤中的砷带入小溪、河流和水库,继而进入广袤的地下海洋。

这也再一次提醒我们,自然界没有任何东西会孤立存在。为了更清楚地理解世界上的污染,我们必须看看地球上的另一种基本资源:土壤。 jYXR8ywIVUgk/IMddOkLBqiM9wRp4ywnBErlfnCtO6l0KxaZC3bPeQ57I5srQlFu

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