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过半美国大陆目前正经历某种程度的干旱约四分之一处于严重干旱或更严重的情况。近年来,美国西部和西南部一直处于弱势看似降雨量和积雪持续减少的状态。干旱有许多众所周知的、潜在的灾难性后果作物歉收水资源短缺森林大火.然而,他们也可以拥有更多对人类健康的直接影响不仅影响了水的数量,还影响了水的质量。

美国地质调查局(USGS)最近的研究表明,干旱,特别是美国部分地区发生的长期干旱,可能会增加依赖井水的人接触有害砷的风险。

数亿年前,你的饮用水的基本质量可能是一成不变的。砷是一种常见的地下水污染物,主要是因为当地的地质条件。例如,在缅因州,阿巴拉契亚山脉的形成和火山活动结合在一起,将砷和其他金属浓缩到基岩内的裂缝中,解释道莎拉·霍尔他是巴尔港大西洋学院的地质学家。从这些裂缝中,酸度、温度或水流速率的细微变化可以将污染物从岩石中吸出,进入地下蓄水层。

不仅仅是缅因州。在许多部分在新英格兰、中西部和西南部,砷含量超过十亿分之十(ppb)联邦水平的情况尤为普遍,这给依赖井水的家庭带来了特别大的问题,井水可能在房主不知情的情况下被污染。

砷暴露会导致一系列的健康问题,包括膀胱癌和肺癌、心脏病、肺部感染、免疫系统低下认知衰退孩子说,布鲁斯·斯坦顿他是新罕布什尔州达特茅斯盖塞尔医学院的分子生理学家。

他说,市政供水系统定期检测、监测和处理砷等污染物Taehyun卢武铉他是德克萨斯州大学城德克萨斯农工大学的环境卫生流行病学家。“但是在私人水井的情况下,”他说,“没有规定。”提供公共水的城市、乡镇和县都是法律规定的安全饮用水法确保他们的供应符合要求联邦标准.虽然有许多记录情况下地方政府没有尽到提供干净、安全的水的责任(卢武铉参考了密歇根州的弗林特)4300万人在美国,依赖私人油井根本不受联邦标准的保护。家庭井水的检测和处理完全由土地所有者个人负责。

据统计,目前美国有150万至290万人饮用砷浓度超过联邦规定的十亿分之十的水井2017年的一项估计来自美国地质调查局。根据2021年1月的一份报告,在干旱期间,这一数字可能会上升到400多万美国地质调查局的研究

最近的一项基于计算机模型的研究估计,干旱可能会使水井中的砷含量平均增加10%。“这看起来不是很多,但当你把它覆盖整个国家时,影响实际上是相当大的,”说梅丽莎·伦巴德,主要研究作者和美国地质勘探局水文学家,位于新罕布什尔州彭布罗克。尽管她也警告说,她的研究是同类研究中的第一个,而且该模型“还处于婴儿期”,她说约瑟夫·奥尔特他是另一位美国地质勘探局的水文学家,也是这项研究的合著者。

这项研究对干旱可能增加某些地区井水砷暴露风险的原因提供了几个解释。干旱期间,地下水位下降。体积的变化会导致水的化学性质发生变化,比如酸度的增加。因为金属从岩石中渗出是一种化学反应,水的化学性质的变化可以加速这一过程。地下水的减少也意味着已经存在于水中的污染物变得更加集中。因此,即使干旱没有改变井中溶解的砷的总量,那口井中的每一杯水可能含有更多的砷。

美国地质勘探局的研究还部分解释了人类对干旱的反应,这可能导致某些地区暴露在干旱中的情况增加。例如,在加州持续干旱的时期,地表水是有限的,更多的水是从地下抽上来的,以满足该州的需要丰富Pauloo他是研究这一问题的水文学家。过度抽水会导致土地本身下沉,在这一过程中,黏土中的天然砷被挤压成地下水供饮用2018年研究发表在自然传播

Lombard的研究模型是基于之前观察到的干旱情况,但气候变化是预计将继续增加全世界干旱的数量和强度。“到21世纪末,生活在极端和异常干旱下的人们可能会增加一倍以上,”他说亚杜博克莱尔,密歇根州立大学环境工程师。这意味着随着气候的变化,砷污染可能变得更加猖獗。

此外,卢和斯坦顿都强调,砷的有害健康影响甚至会出现在低于10ppb的联邦允许限值的水平。“许多科学家认为这是不够的,”卢说。在一个2017年的研究在爱荷华州,他发现砷暴露水平低至2.07 ppb与前列腺癌风险增加之间存在相关性。

除了对健康的危害,砷是无味、无色、无味的,所以除非症状出现,否则不可能检测出来。“这并不是说,如果你吃了一只坏了的蛤蜊,那天晚上,你知道你吃了坏的蛤蜊,”斯坦顿说。

他说,所有这些未被检测到的暴露加起来可能会导致日后的影响,比如癌症,即使在某人不再饮用受污染的水很久之后。研究他在老鼠身上做了实验还表明砷暴露可能具有表观遗传效应,这可能永久性地改变我们DNA中编码的基因的表达方式。

尽管健康问题听起来很可怕,但井水中的砷在很大程度上是可以解决的问题。在很多情况下,只需要意识到这个问题,测试,以及补救的资源。处于高风险地区的州,比如缅因州,密歇根,新墨西哥有县和州计划,帮助提供低成本或免费的砷测试。油井所有者也可以从认可的实验室支付私人试井费用,尽管这些测试可能会产生成本100美元以上. 大多数州建议每三到五年重新测试一次。霍尔说,如果你生活在一个高风险地区,你的测试接近联邦限制,你应该每年考虑砷测试两次,因为水平可以随季节变化。

斯坦顿说,这取决于你的水平有多高滤水器皮彻可以解决这个问题。在他家,“就连狗也喝过滤水。”尽管如此,他补充道,高砷浓度——远高于10ppb的联邦上限——可能会超过一个水龙头或水壶过滤器的容量,并且需要昂贵的反渗透系统,这可能会花费数千美元。斯坦顿认为,为减少辐射而付出的预防性成本是值得的。他引用了“多次进出医院的人的恐怖故事”,或者患上慢性疾病,最终花费了数十万美元的医药费。

斯坦顿说:“你担心的是那些根本负担不起的低收入人群。”生活在农村地区的人们依赖井水更有可能生活在贫困中,可支配收入少于那些在公共用水密集地区的人。“这与环境正义有关,”他补充道。

在新英格兰地区,科学家、社区成员和倡导团体一起努力解决油井测试和补救的问题。缅因州巴尔港的荒岛山生物实验室的社区环境健康实验室主任简·迪斯尼与斯坦顿的达特茅斯实验室共同管理着一个社区公民科学项目。的项目题为“关于砷的所有数据付诸行动”的一份报告让中学生和中学生参与测试其家庭水井中的砷,支付测试费用,同时教授学生数据素养技能,并为青年宣传创造一个平台。

到目前为止,该项目已经从全州收集了3000多个水样,并与20多所学校合作。该项目的学生最近与保护我们的健康这是一家总部位于缅因州波特兰市的环境健康倡导组织。该组织正在多个州开展活动,扩大测试资源,要求房东公开油井测试信息,并加强缅因州的饮用水标准。在德克萨斯州,卢总统正在进行一项类似的社区检测项目,除了检测自来水外,还需要收集尿液和脚趾甲样本。这些生物样本可以显示参与者体内是否有可检测到的砷含量。卢总统说,作为参与的回报,人们将得到安装在水龙头上的滤水器。

希望,提高认识、研究和测试能够带来变化和在当前和未来干旱面前的恢复力,但这需要坚持不懈。在她研究井水中砷的工作中,霍尔说她遇到了一些对检测和处理想法的抵制。“这里有田园诗般的乡村生活,就像‘哦,我们靠土地生活,喝我们的水’。”人们想象水和田园风光一样纯净自然,但霍尔警告说,最终,“在岩石上钻100到600英尺的井并从中吸取水并不是一件自然的事。”

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