互动科普

饮水中潜藏的砷可能令世界各地5000余万人严重中毒。目前正在孟加拉国试点的一些措施或许有助于预防砷的危害。

一股冰冷清澈、亮亮闪的水从井口冒出来，那是Pinjra Begum为家人取得饮水的一口管井。Begum 15岁时嫁给了一位工厂工人，当时她算得上一位相当标致的新娘。然而不久之后，她的皮肤就开始长疤，最终变成了坏疽性皮肤，一见就令人恶心。她的丈夫因此另娶了老婆。2000年她因癌症而撒手人寰，年仅26岁，身后丢下了3个孩子。

Pinjra Begum对她抽上来的水毫不怀疑，但正是这漂亮的水使她严重中毒，并最终丧命。1970年代到1980年代间，孟加拉国政府同联合国儿童基金会（UNICEF）牵头的若干国际援助机构合作，发起了一项旨在让孟加拉国广大农村用上洁净水的宏大工程。当时无数孟加拉国儿童因饮用了受病菌污染的不洁地表水而患上腹泻，正在死亡线上苦苦挣扎。为了消除这个问题，人们看好的一个解决办法是建一口管井直达较浅的地下含水层，并用一台构造简单、坚固耐用的手动泵通过管道把水抽上来。比较富裕的人负担得起建井的费用，而穷人中相当大的一部分由于获得了民间机构的优惠贷款，也在自家院子里掘了管井。管井很快成了一项大受青睐的财产。它使妇女们免除了带着水罐水桶长途跋涉取水之苦，使穷人不再那么依赖境况较好的邻居，而最重要的则是让人们喝上了无病菌的洁净水。到1990年代初，95%的孟加拉人用上了“放心”水，而这些水几乎全部来自该国的1000多万口管井。这在总的说来还相当贫穷的孟加拉国，的确算得上是一项不多见的突出成绩了。

遗憾的是，有人（所有人）忘记查一查这些水中是否含砷。早在1983年，与孟加拉国相邻的印度加尔各答市热带医学研究所的皮肤病专家Kshitish C. Saha就发现某些患者身上的皮肤损害是砷中毒引起的。经过一番跟踪后，他把砷的来源锁定在管井抽出的水上。这些患者大部分来自印度东部的西孟加拉邦，当地部分含水层也正是孟加拉国所使用的含水层。更能说明问题的是，有的患者就是来自孟加拉国的移民。随后几年中，加尔各答贾达夫普尔大学（Jadavpur University）的环境科学家Dipankar Chakraborti证明了西孟加拉邦许多含水层存在严重的砷污染。但英国地质调查所（BGS）1993年对孟加拉国的供水进行了广泛化验后，断言该国供水是安全的（不过他们没有检查水中是否含砷）。同一年，孟加拉国公共卫生工程局的Abdul W. Khan在西部纳瓦布甘吉区的管井水中发现了砷。

现在已经搞清楚，孟加拉国约有30%的管井抽出的水中含砷量超过每升水50微克，而5%到10%的管井出水的含砷量在此值的6倍以上。根据孟加拉国政府的规定，含砷量大干每升水50微克即应列为危险饮水。（我在本文中采用了这一标准。世界卫生组织规定的安全饮用水含砷量上限为每升水10微克，这也是美国环境保护局最新修订的标准。遗憾的是此含量太低，无法在现场精确测出。）这就意味着至少有3500万人（相当于孟加拉国总人口的将近四分之一）每天喝的水中含有多得可能致人于死地的砷。

另一个值得忧虑的问题是孟加拉人可能在通过另一条渠道摄入砷，这条渠道就是他们每天要吃两顿或三顿饭。旱季孟加拉国的稻田是用抽上来的地下水灌溉的。苏格兰阿伯丁大学的研究人员不久前发现，该国所产大米的含砷量在50ppb到180ppb之间，确切的含量与水稻品种及其产地有关（1ppb为10亿万分之一。50ppb的含砷量相当于每升水50微克的含砷量。）几种蔬菜也受到砷的污染，特别是食用薯类其含砷量更是高达令人心惊的100ppb。关于食物中砷的含量究竟多高才算达到危险水平，目前还没有什么标准作出规定。

受到这个问题困扰的并非只有孟加拉国。在世界各地形形色色的多个国家（包括印度、尼泊尔、越南、中国及中国的台湾地区、阿根廷、墨西哥、智利、蒙古及美国等）居民供水中同样发现了砷的踪影，多达5000万的人口最终可能受到砷的严重影响。因而饮水中所含的砷可以说造成了历史上规模最大的集体中毒事例，其危害之烈将令切尔诺贝利事件也望尘莫及。

矿质水

砷中毒的后果可能要在一个人开始饮用含砷水之后10年之久才逐渐显露出来，其最初迹象是受害者胸部上方、背部及手臂出现黑色斑块（称为黑变病）。手掌或脚底变硬并失去感觉（角化病）。患者也可能出现结膜炎和支气管炎等症状；当砷的浓度非常高时，还可能发生腹泻和腹痛。这些症状是一期arsenicosis的表现（arsenicosis是砷诱发的各种病态的总称）。此病进入二期后，患者皮肤将出现一些与黑色斑点混杂交错的白色斑块（称为leucomelanosis），双腿肿胀，手掌与脚底开裂并出血（角化过度病）。这些损伤是砷中毒特有的典型病状，不但令人疼痛难忍，而且可能受到感染，给患者的工作和行走造成极大不便。此外，手和脚还出现神经问题，而肾和肝的功能也开始变得不正常。砷中毒发展到三期后，上述损伤就变成坏疽性溃疡，肾或肝可能衰竭，而癌症则在大约20年内出现在患者身上。

Pinjar Begum去世的时间异常之早，这可能是因为她自童年起就一直在喝含砷量相当高的水。台湾进行的一项调查发现，饮用含砷量为每升500微克的水，患上皮肤癌的可能性为十分之一。然而，导致患者死亡的主要原因是体内癌症，特别是膀胱、肾、肝和肺等器官的癌。1998年在智利北部进行的一项调查发现，30岁以上的死者中有5%到10%死于砷诱发的体内癌症。这些人曾饮用过含砷量为每升500微克左右的水（至少是在初期）。美国全国研究理事会在1999年断定，饮用含砷量在每升50微克以上的水，其综合患癌风险很有可能导致百分之一的人死于癌症。

喝含砷量高的水还可能导致神经和心血管并发症。中毒的程度与若干因素有关，包括接触的剂量和接触时间的长短、砷与其他膳食因素的相互作用以及个人的年龄和性别等。至今没有人清楚砷中毒在孟加拉国造成的确切影响有多么大。传闻的说法是发生了数万起砷中毒的病例，并有“许多人”死亡。虽然已观察到几起癌症病例，但尚未到发作的高峰期。

遗憾的是，孟加拉国卫生部门在如此重大的一场危机袭来之时没有做好准备。医护人员可以分发药膏以减轻损伤部位的疼痛并预防感染，对发生坏疽病变的四肢可以施行截肢手术，但慢性砷中毒实际上是无药可治的。有人提出可以通过整合作用来治疗砷中毒，也就是让患者服用一种能够与砷结合从而加快其排泄的化学药物。但整合疗法的价值并不大，因为即使不用这种方法，人体也能非常有效地把砷排泄出去。此外，患者马上又重新喝起被砷污染的水。另一方面，饮用安全的水看来有助于消除砷中毒的初期症状。然而要孟加拉国的老百姓用上这样的水却是说着容易做着难。

孟加拉国砷问题的根源在地下，而解决这个问题的对策或许也要到地下去找。该国基本上就是由两条发源于喜马拉雅山的大河（即恒河与布拉马普特拉河）在2.5亿年的漫长时期里沉积下来的泥沙所形成的一个三角洲。某些地区的沉积层厚达20千米。然而，被砷污染的含水层绝大部分都很浅，只有10到70米深，而且主要集中在该国的南部和东南部。英国地质调查所指出，在大约1.8万年前，当海平面下降了100米左右时，恒河与布拉马普特拉河在现有的沉积层中冲出了深深的河谷。随后这些河谷逐渐被一种似乎会留住砷的灰色粘土填了起来。较老的褐色冲积层，受砷污染的程度就比较低。

Chakraborti早先提出的一项假说认为，砷结合在黄铁矿上，并通过一种氧化过程而进入含水层。对地下水的过度利用（主要是用于灌溉）导致地下水位降低，从而使空气得以深入到污染层并释放出砷。根据这一理论，人的活动正使得砷中毒的危机越演越烈。现在又有另一项与之唱对台戏的假说（即还原假说）开始流行起来。由英国地质调查所提出的这一假说认为，砷被吸附在氢氧化铁微粒上，而这些微粒被水本身中的有机萃取物还原后就释放出砷。如果这一假说正确，砷就是一直存在于水中的，并非人的活动所致。关于这个问题的争论仍在激烈进行：Chakraborti宣称，他在10年前测量过的一些不含砷的管井现在也被砷所污染，这表明复杂的地球化学过程甚至到现在也在起着作用。

为了应对这场危机，孟加拉国政府在1998年启动了孟加拉砷治理与供水工程，世界银行向该工程提供了3250万美元的贷款。由于对如何治理砷的危害还存在一些重大的疑问，这笔贷款有很大一部分仍未动用。但孟加拉农村发展委员会（BRAC）自1997年以来一直在努力探索一条解决砷中毒这道难题的有效途径（该委员会是一个民间组织，本文作者在其中任副执行主任。）

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我们曾在孟加拉国东部的索纳加翁地区和西部的基长加查地区研究解决砷问题的方案，当地的村民在听说他们的健康出了毛病原来是那些宝贝管井惹的祸之后，起初都觉得难以置信。为了获得村民们的配合，BRAC培训了160名女村民（其中部分还是文盲），让她们用现场仪器来化验管井的水。这些志愿人员总共化验了5万多口管井，把那些含砷量超过每升水50微克的管井漆成红色，而低于此标准的管井则漆成绿色。经过我们复查后，证明它们对这些管井的化验结果85%到90%都是正确的。化验结果表明某些村庄的所有管井都被砷污染，而其他一些村庄则没有一口井被污染。奇怪的是，有时一口井被测出含砷量超标，但邻近的另一口井却没有问题。

这些志愿人员经培训后掌握了如何查出那些出现皮肤损伤及砷中毒的其他明显症状的患者，同时学会了如何鉴别砷中毒的三期症状。她们发现了大约400名受害者，然后由医生对这些受害者进行检查。大约四分之三的患者属于初期，仅有几个人已患上癌症。大部分患者（60%）是男性，平均年龄为36岁。有的受害者年仅5岁。看到这些志愿人员对管井进行化验并查出受害者之后，这次活动所覆盖的那些村庄中每一位村民终于都意识到了这个他们先前一无所知的问题。

志愿者们还与其他村民及BRAC的工作人员密切配合，绘出了当地安全水源的分布图，包括不含砷的管井、通常的井以及溪流和池塘等，这些水源可望取代被砷污染的管井。然后我们从安全、效率、成本及群众能否接受等因素考虑，对各种不同的取水方案进行了试验。概括地说，这些方案包括取自水塘、河流及水井并经过除菌处理的水、雨水、经过除砷处理的地下水、自来水，以及取自非常深的含水层的水。过去几年中，我们对于哪些方案可以在全国范围内推广已经有了相当充分的了解。（由于在贫穷人口的健康与发展领域作出了很大贡献，BRAC不久前获得了总额为100万美元的盖茨全球健康奖。）

大力推广地表水的使用有若干令人信服的理由。地表水非常丰富，而且直到地下10米深处的地表水通常都不含砷。以前孟加拉国居民曾从指定的洁净水塘中取得饮用水。后来随着管井的走红，这些水塘就被废弃了，有的被填平盖房，有的则改建为养鱼塘。为了使这类水塘能够重新用作饮水的水源，可以在水塘的岸边安装水塘沙滤池，即一种用沙来除去污泥和病菌的装置。遗憾的是，由于细菌含量实在太高，因而即使沙滤池把细菌含量降低了两个数量级，水中仍含有某些污染物。不过，推广这种沙滤池的主要障碍在于，大多数水塘现在已经用来养鱼。在投放鱼苗之前，需要使用有毒化学药物来杀灭捕食鱼苗的水生动物，因而水塘的水就含有这类药物。即使在药物逐渐消散后，这种水供人饮用仍是不安全的。此外，村庄还必须承担每隔几个月把沙滤池清洗一次的工作。

普通井使用的也是地表水，而这些水是从一个深坑中收集起来的。它通常几乎不含病原体，但有可能被粪便所污染。相比之下，雨水要纯净得多，但不是一年到头随时都有的。我们曾认为所谓“三罐法”（three—pitcher method）是一个高招——这种简单的家庭装置通过两个陶罐来过滤管井的水，过滤后的洁净水则收集在第三个陶罐中（头两个陶罐装有沙、木炭和铁屑，其中铁屑用来与砷结合，因而是最重要的成分。）但是铁屑在被污染后需要定期进行处理，这又是一个问题。大型的砷过滤器相当昂贵，而且它们也需要定期清洗以除去有毒的污染。

在与村民们交谈时，我们察觉到尽管他们希望能用上不含砷的水，但也不愿意倒退回以前，重新用起那些早已被他们抛弃的方法。管井完全符合他们这种向往未来、追求前进的抱负。我认为，任何一种方法要想获得成功，就必须照顾村民们的这种情绪。自来水和深井可以说是满足这条标准的两个方案。

过去几年中，BRAC和其他一些组织实施了一项用管道供水的试点工程，也就是把水在中央设施内处理后，通过管道送至各个村庄。这种方法大受人们欢迎。BRAC最近与世界银行合作进行的一项调查表明，村民们甚至愿意承担部分安装费用。然而，这一方案的成本仍然高得令人望而却步，而且更广泛地推行这样一项工程需要有组织地进行。如果孟加拉国政府决定推广这类系统（即使是规模有限），地方政府就必须同民间组织协作，负责维护这些系统。

长远的解决方案或许应该是修建深管井，从地下200米或更深处的含水层把水抽上来。孟加拉国许多地方都有两个上富淡水含水层，较浅的一层深度可达70米，它与较深的一层之间有粘土层隔开。地质学家们一致认为，深含水层被砷污染的可能性很小。然而由于这个问题事关数百万口深管井，因而一定要做到绝对有把握才能开始掘井。此外，钻井技术也需要加以改进，使得含砷的水不会穿过钻孔本身从浅含水层向下渗流，从而导致深含水层被砷所污染。

这样的掘井技术尚未经过验证，而且挖这些井必须有专家的指点。墨菲法则似乎对发展中国家格外适用，砷害的猖獗本身也说明了这一点。（这条法则是说任何事情如果有可能出错的话，那它多半就会出错。）因此，深含水层无意中被砷污染的风险是一定要周密考量的。

钱是当务之急

哥伦比亚大学的研究人员最近估计，在孟加拉国全境推行一项为期5年的综合性治砷工程（包括对砷的化验、治理和监控等），需要近2.9亿美元的资金。孟加拉国约有8.6万个村庄，预计用这笔钱可以为每个村庄掘一口深井。与它将带来的利益相比，这笔钱实在不能说是太多，但它可能是孟加拉国无法独立承担的。

即使能设法筹集到这笔钱，选择并实施一项控制砷害的永久性方案也要花几年的时间。但是孟加拉国不能再等下去了。它必须立即着手实施查出受害者并让他们用上安全饮水的计划，不论什么治砷方法，只要在当地行得通，都可以采用。此外，我们必须对孟加拉国每口管井的水进行化验。虽然我们已尽了全力，按照现在的化验速度，可能还需要几年才能把孟加拉国全境的管井悉数化验完。

老实说，即使是最穷的国家也应该经常检测其供水的质量（或许正是最穷的国家尤其该进行这种检测）。正是因为当初忽视了这种需要，才使孟加拉国陷入了今天的困境。在世界上以地下水作为饮水来源的所有地区，监测有害成份都必须成为一项经常性的工作，不仅要监测砷，而且还应当监测锰、氟化物、杀虫剂、其他化学药物以及病原体等等。

武晓岚/译

杨光/校