所有的自然资源中,水是最珍贵的。虽然地球表面大部分都被海水覆盖,人类在丰沛的海水围绕中,却仍然感到缺水。这个奇怪的悖论源于地球上大部分水体富含海盐,不适合作为农业、工业或人类生活用水,因此,世界上大多数人面临或即将面临淡水严重不足的威胁。这个时代,人类忘记了自己的起源,又漠视最基本的生存需要,水资源和其他资源就变成了人们冷漠的牺牲品。
人类生存环境已被全面污染,水污染只是其中一部分,只有放在这一背景下才能理解农药造成的水污染问题。进入水系的污染源很多:核反应堆、实验室和医院排放的放射性废弃物,核爆炸的沉降物,城镇的生活垃圾,工厂排放的化学废料等。现在又新增一种沉降物,来自农田、果园、森林和原野里施用的化学雾剂,其中多种混合 化学制剂的危害骇人听闻,堪比辐射的危害,甚至有过之。这些化学药物之间还存在可怕的、鲜为人了解的反应、转化和危害叠加作用。
自从化学家们开始制造非天然存在的物质,水净化的问题就日益复杂,用水者的危险也在增加。如我们所知,合成化合物的大量生产始于20世纪40年代,目前每天往全国水系里倾倒排放量惊人的化学污染。这些化学污染不可避免地与家庭生活垃圾以及其他废弃物混合,排入同一水体,以致净水厂常用检测方法也无法检出。大多数这些化合物极为稳定,常用处理过程无法将其分解,很多时候,将其辨识出来都极为困难。在河里,充满了种类繁杂的污染物,它们结合而成“泥状”沉积物,令卫生工程师无可奈何。麻省理工学院的卢佛·爱拉森教授在国会委员会里作证指出,无法预测这些化合物的复合效应,也无法辨识混合生成的有机物质。爱拉森教授说:“我们根本不了解那是什么东西,对人有什么影响。我们一无所知。”
更为严重的是,控制昆虫、啮齿类动物或杂草的化学药物,也对有机污染物有贡献。其中,有些是专门适用于水体,消灭植物、昆虫幼虫或不为人喜欢的鱼类;有些污染源自森林喷药,为了控制一种害虫,有的州对两三百万英亩土地展开地毯式农药喷洒,有些喷洒物直接落入溪流,有些从茂密的树冠滴进林间地面,然后汇入缓慢移动的土壤渗水,开始流向大海的漫长征程。大部分污染物来自防控农田昆虫和啮齿动物的几百万磅农药,都是水溶性残留物,经雨水冲刷渗出,加入流向大海的运动。
在溪流,甚至公共供水,随处可见这些化合物残存的显著证据。比如,某实验室从宾夕法尼亚州一个果园区采集了饮用水样,用鱼做试验,结果在四个小时里,水样所含的杀虫剂残留杀死了所有实验用鱼。即使经过净水厂,溪水流经喷过农药的棉田,仍然对鱼类有致命毒性。来自毒杀芬(一种氯化烃)处理过的农田的农业径流,导致亚拉巴马州田纳西河的十五条支流里的鱼类全部死亡,其中有两条支流是市政供水的水源。然后,施用杀虫剂一周之后,下游水箱里的金鱼每天都有死亡,证明水体依然带毒。
大多数情况下,这种污染无形无色,只有出现成百上千的死鱼,人们才知晓其存在。更多的时候,根本不被察觉。对这些有机污染物,负责保障水纯净的化学家没有常规检测方法,没有净化措施。然而,不论是否被检出,与其他应用于地表的物质一样,农药都在那里,大量存在于水里,现在已经进入许多河流,甚至可能是全国所有的水系。
如果有人怀疑我们的水体被杀虫剂普遍污染这一事实,他应该读读美国鱼类及野生动植物管理局1960年发布的一份小报告。这个部门开展了多项研究,旨在揭示鱼类是否如温血动物般蓄积杀虫剂。第一批样品来自西部森林地区,为控制云杉卷叶蛾,该地区大面积喷洒过DDT。不出所料,所有鱼体内都含有DDT。真正重要的发现来自研究人员所做的对比分析,第二批样品取自距离喷药区30英里 的一条偏僻小溪,位于第一批采样点的上游,之间还隔着一道长瀑布,小溪所在地方并没有喷过农药,两批样品的对比研究发现,小溪里的鱼也含有DDT!那么,这些化学物质是通过看不见的地下水抵达这条偏远小溪的吗?抑或是随风飘散,落入溪面?在另一项对比研究中,一个鱼苗孵化场的鱼体组织里也发现了DDT,而孵化场的供水来自一口深井。同样的,这里没有喷洒药物的记录。看来唯一可能的污染途径就是地下水。
所有水污染问题中,可能最让人忧虑的是来自大面积地下水污染的威胁。在一个地方的水里施加农药,不可能不危及其他地方的水源纯净度。自然界绝少在封闭和隔绝的空间里运转,在地球水资源的供给上也是如此。雨水降落到地面,通过孔洞及裂缝渗入土壤和岩石,然后继续往深处渗透,直至抵达所有岩石孔隙都充满水的区域,那里是黑暗的地下海域,随山峦拱起、山谷陷落。这部分地下水始终处于流动中,有时速度非常慢,一年不超过50英尺 ;有时速度比较快,一天移动近十分之一英里。它沿着人们看不见的水道流动,不时会冒出地面形成涌泉,或被引为井水。但大部分情况下,地下水归入小溪和汇入河流。除了直接进入河流的雨水和地表径流,所有地球表面流动水都曾经是地下水。所以,从非常真实且严峻的意义上讲,地下水的污染是所有水资源的污染。
只有经由黑暗的地下海,科罗拉多州一个制造厂的有毒化学物才能流到几英里之外的农业区,污染井水,毒害人畜,毁坏庄稼。这起事件很不寻常,却很可能只是一系列同类事件的开端。事情的大致过程如此:1943年,位于丹佛附近的落基山军需化工厂开始生产战争物资,八年之后,该厂将厂房设备转租给一家生产杀虫剂的私营石油公司。不过,在转租之前,离奇事件就已经不断发生:工厂几英里之外的农民开始报告牲畜染上不明疾病,抱怨大片庄稼被毁;树叶变黄,植物难以成熟,许多庄稼都死掉了;有人认为有些村民患病也与此相关。
这些农场的灌溉用水来自浅水井。1959年,几个州和联邦机构共同参与的一项研究显示,被检测的井水含有多种化合物。在落基山军工厂生产运行期间,曾将氯化物、氯酸盐、磷酸盐、氟化物和砷排放进一个收集池。很显然,军工厂和农场之间的地下水已经被污染,经过七八年的时间,这些废弃物从收集池移动到大约3英里之外最近的农场。这种渗流还在继续扩散,并进一步污染其他地区,但影响范围尚不明朗,研究人员既无法消除污染,也无法阻止其继续扩散。
这种情况已然糟糕透顶,人们又在几口水井和军工厂的废料收集池里都发现了除草剂2,4-D,这是整个事件中最匪夷所思的,长远来说也是最为重要的。2,4-D的存在,足以解释为何这些水源灌溉农田后庄稼会死亡,但令人费解的是,这个兵工厂投产以来从未生产过2,4-D除草剂。
经过长期、细致的研究,工厂的化学家得出结论:2,4-D是在开放的收集池里自发形成的,由军工厂排放的其他物质合成。无需人类化学家的干预,在空气、水和阳光的作用下,收集池变成了化学实验室,生产出一种新化学物质,而沾到这种化学物质的植物都会受到致命损伤。
因此,科罗拉多农场及其受损庄稼的故事超越了地方影响,具有重大的普遍意义。除了科罗拉多,化学污染进入公共用水后,是否会发生类似事件?各地的湖泊和溪流里,在空气和阳光的催化作用下,号称“无害”的化学药物可能会合成哪些危险物质?
实际上,水资源化学污染最令人警醒的一面是,在河流、湖泊、水库或者你家餐桌上的一杯水里,都混有多种化学药品,而任何一个负责任的化学家都不会考虑在实验室里将其混杂在一起。对这些自由混合后可能产生的相互作用,美国公共卫生署的官员们深感不安。他们很担忧,相对无毒的化学药物混合后会产生有毒物质,这类情况可能已大规模发生。这类反应可能发生在两个或者多个化学物之间,也可能在化学物与河流里日益增多的放射性废料之间发生。在电离辐射的作用下,原子重排很容易发生,化学物的性质也随之改变。这些改变既不可预测,也无法控制。
当然,不仅地下水被污染,溪流、河流、灌溉用水这样的地表流动水也未能幸免。在加利福尼亚州,发生在图利湖和下克拉马斯湖的国家野生动物保护区里的事情,令人很不安。这两个地方的保护区和俄勒冈州边境的上克拉马斯湖保护区同属一个保护区链条,互相关联,冥冥之中注定要共享一个水源。它们周围遍布农田,俨然像点缀在汪洋农田上的小岛,而农田是沼泽和开放水域经排水和引流改造而成,之前是水禽的天堂。
现在,保护区周围的农田灌溉用水来自上克拉马斯湖。浇灌过农田后,灌溉用水被重新汇集起来,用泵打入图利湖,然后流到下克拉马斯湖。因此,图利湖和下克拉马斯湖两个保护区的所有水体都来自农业土地排水。记住这一点对理解最近发生的事情很重要。
1960年夏天,在图利湖和下克拉马斯湖,保护区工作人员捡到了数百只已死或濒死的禽鸟,其中大部分是以鱼为食的鸟类,比如苍鹭、鹈鹕和鸥鸟。分析发现,它们体内含有毒杀芬、DDD和DDE等杀虫剂残毒。湖里的鱼和浮游生物体内也发现含有杀虫剂。保护区管理人员认为,农田大量喷药后,灌溉回流水把残毒带入了保护区,导致保护区水域里农药残毒日益增多。
西部每一个猎鸭者,每一个珍惜水禽如飘带般掠过夜空的美景和鸟鸣声的人,可能都已感受到保护水域被荼毒的后果。这两个保护区对保护西部水禽非常关键,它们位于宛如漏斗颈部的狭窄处,所有候鸟的迁徙路线都汇集于此,构成著名的“太平洋迁徙航线”。当秋季迁徙来临,从白令海岸到哈德孙湾,数百万只野鸭和大雁(野鹅)从栖息地飞来这里,数量占秋季向南迁徙至太平洋沿岸各州水禽总数的整整四分之三。夏天,这里是水禽的栖息地,特别是濒临灭绝的红头鸭和棕硬尾鸭喜爱的地方。如果这两个保护区的湖泊和池塘遭受严重污染,对美国远西地带水禽数量的破坏将无法恢复。
水支撑众多的生命链,对其考量必须放在这个语境里。从小如微尘的浮游生物的绿色细胞、微小的水蚤,到鱼类(吞噬浮游生物,然后被其他鱼类或鸟类吃掉)、水貂、浣熊,生命在无穷尽的循环中进行物质转移。众所周知,水体含有必要的矿物质,也通过食物链传递;我们能够假设,人类引入水中的毒素不会进入这些自然循环吗?
加利福尼亚州清湖的惊人历史给出了答案。清湖位于旧金山以北90英里的山区,一直很受垂钓者青睐。其实,清湖名不副实,湖底覆盖黑色软泥,很浅很浑浊。湖水是一种小蚋虫 清湖幽蚊 的理想栖息地,这对渔夫和湖边住户来说很不幸。这种蚋虫虽然是蚊子的近亲,但成虫不以吸血为生,甚至可能完全不吃东西。但蚋虫数量巨大,居民们不胜其扰,很多控制蚋虫的尝试都收效甚微。直到20世纪40年代末,氯化烃杀虫剂给人们提供了新武器。新一轮灭蚋行动选择了DDD(与DDT非常相近,但对鱼类的威胁明显小很多)。
新的防控措施于1949年实施,经过仔细规划、湖体查勘、容积测定,杀虫剂以1∶70000000的比例用水进行高度稀释,几乎没有人预计会发生什么损害。最初灭蚋的效果不错,但1954年不得不重复一次,稀释比例为1∶50000000。当时认为灭蚋已彻底完成。
当年冬天,出现了其他生物受影响的第一个迹象:湖上的西方开始死亡,很快就累积了一百多只。西方被湖里丰富的鱼类吸引,来此过冬,繁殖后代。多见于美国和加拿大西部的浅湖中,外表美丽,习性优雅,鸟巢搭建漂浮于水上。西方低空滑过湖面时不见一丝涟漪,洁白的颈项,黑亮的头部高高仰起,素有“天鹅”之美誉。新生雏鸟浑身长满灰色绒毛,孵出几个小时后就下水,依偎着亲鸟羽翼,骑在父母背上一起滑行。
由于蚋虫卷土重来,1957年进行了第三次喷药,造成更多死亡。与1954年一样,死鸟检查没有查出传染病迹象。有人想起要分析的脂肪组织,这才发现体内的DDD含量竟然高达1600ppm。
施用的DDD最大浓度是0.02ppm,体内怎么能积累这么高的含量?以鱼为食,当人们化验了清湖的鱼类之后,一切都变得清晰了:毒素被最小的生物体吸收,在体内浓缩,然后传递给更大的捕食生物。人们发现浮游生物组织中杀虫剂浓度为5ppm(大约是最大水溶浓度的二十五倍),食草鱼体内积累的浓度为40—300ppm。肉食类动物体内的积蓄量最大,一种褐色杜父鱼的积蓄量惊人,浓度高达2500ppm。这就是儿歌中“杰克建的小屋”式循环:大的肉食动物吃小的肉食动物,小的肉食动物吃食草动物,食草动物再吃浮游生物,浮游生物摄取水中毒物。
随后的发现更加离奇,最后一次使用化学药物之后,水体里检测不到丝毫DDD痕迹。但毒素并没有真正离开这个湖,而是进入了湖中生物的组织里。停用化学药物二十三个月后,浮游生物体内的DDD浓度仍高达5.3ppm。在将近两年的时间里,毒素虽然从水里消失了,但在浮游生物的不断繁衍中代代传递,同时积存在湖中动物体内。停用化学药物一年之后,所有受检鱼类、鸟类仍有DDD残留,动物体内所含DDD浓度总是超出水中原始杀虫剂浓度很多倍。在这些携带毒素的生物中,有些是施用DDD九个月之后孵化出来的鱼类,而和加利福尼亚海鸥体内积蓄的毒素浓度超过了2000ppm。同时,的营巢规模也在缩小,数量从首次使用杀虫剂时的一千多对减少到1960年的三十对左右。这三十对也是白白筑巢,自最后一次使用DDD以来,湖面上再也没有出现过小的身影。
整个毒素链条似乎始于微型植物的原始浓缩作用。处在食物链终端的人类情况又如何呢?人类在不知情的情况下,可能已备好渔具,从清湖里钓了一串鱼,带回家煎炸做晚餐。单次大剂量或者重复摄入DDD残留会对人类产生什么影响呢?
虽然加州公共卫生部声称没有发现任何危害,仍然于1959年要求清湖停用DDD。鉴于科学证据已经证明DDD生物效力极其强大,这一举措似乎只是一种最低限度的安全保障。在各种杀虫剂中,DDD的生理效应可能是独一无二的,会破坏部分肾上腺,也就是分泌性激素的肾上腺皮质外层细胞。这种破坏性效应最早发现于1948年,由于没有在其他动物实验(如猴子、老鼠或兔子)中发现问题,这种效应一度被认为只适用于狗。然而,DDD在狗身上引发的症状与人类患有爱德逊综合征的症状非常相似,这不免让人有所联想。近期的医学研究发现,DDD会严重抑制人体肾上腺皮质的功能。目前,这一细胞破坏力已经在临床上用于治疗一种罕见的肾上腺癌症。
清湖的现状提出了一个公众必须面对的问题:使用强烈干扰生理过程的物质来防治昆虫,尤其是将化学药物直接引入水体,这样的防控措施是否明智可取?杀虫剂含量在湖体自然食物链中出现的爆发性递增,说明使用极低浓度的杀虫剂这一事实毫无意义。为解决一个明显又通常琐碎的小问题,却制造出一个更为严峻且不易察觉的问题,这种情况屡屡发生,愈演愈烈,清湖就是这方面的一个典型例子。杀灭蚋虫对饱受困扰的居民固然是好事,代价却是无人提及甚至可能还没有被清晰理解的风险,其最终承担者将是从清湖获取食物和饮用水的所有生命。
故意将有毒物质投入水库,这种做法越来越普遍,这个事实极不寻常。这么做的目的通常是为了推广水上娱乐项目,之后又不得不斥资恢复其饮用水的用途。某地的渔猎爱好者想要改善水库的钓鱼体验,说服权威部门将大量毒物倾倒入水库,以此杀死他们不属意的鱼种,代之以更符合渔猎爱好者口味的鱼类。整个过程给人一种爱丽丝漫游仙境的奇幻感觉。修建水库是作为一种公共水源,但渔猎爱好者的做法未曾征询附近居民的意见,居民被迫饮用含有农药残留的水,或被迫支付税费,消除无法根治的农药残留。
由于地下水和地表水都被农药或其他化学药物污染,公共供水面临被有毒、致癌物质污染的危险。美国国家癌症研究所的W.C.休珀博士警告说:“在可预见的未来,饮用水污染导致癌症的危险将大大增加。”事实上,20世纪50年代初,在荷兰进行的一项研究支持了这一观点,证明污染水道有致癌危害。在饮用水源为河水的城市里,其癌症死亡率高于水源不易受污染(比如井水)的城市。砷是最为明确的导致人类患癌的环境物质,在两次历史性的事件中,均是砷污染水源导致大面积癌症爆发。其中一次,砷来自矿山开采的矿渣堆,另一次来自天然含砷量很高的岩石。大量施用含砷杀虫剂,很容易再度引发此类事件,这些地区的土壤会变得有毒,雨水会将部分砷带入小溪、河流和水库,随后进入广阔的地下水海洋。
这些事实再一次提醒我们,自然界没有任何事物是孤立存在的。为了更清楚地认识我们世界的污染是如何发生的,我们必须考察地球的另一个基础资源——土壤。