地层深处的危机

【美国《世界观察》双月刊文章】题：地下水的冲击（作者  世界观察研究所研究员帕亚·萨姆帕特）
人们终于认识到，在未来的四分之一世纪里世界所面临的各种人类安全问题中，清洁水源的获得也许是其中至关重要的一个。埋藏在河底之下、即我们脚底下的水源的境况与江河、湖泊、溪流等“地表水”的境况有着巨大的不同。新的研究发现，与普遍的看法相反，面临着最严重威胁的恰恰是地下水，而全球的液态淡水有97％是储藏在地下蓄水层中的。
在人类文明的初期，地表水是我们唯一需要了解的水源。那时的人口不到现在的千分之一；人们居住在河岸边；水源相对洁净。至今我们仍然将地表水视作主要的资源。所以，人们很容易认为污染问题主要是地表水的问题：是遭污染的河水溪流在泛滥时威胁到人类的健康，并使饮水传染的疾病成为人类的一个主要杀手。但是在上个世纪里，由于人口几乎翻了两番，河水的枯竭和污染日益严重，人类对抽取地下水的依赖程度剧增——实际上，人类的这次发现是可怕的。人们普遍的印象是至少泉水和井水是洁净的，但与此相反的是，我们也正在发现泉水和井水有着一种无处不在的污染形式。跟江河里的水不一样，泉水和井水的污染通常是不可逆转的。
这主要是另一种看不见的因素在作怪：相对于地表水而言，地下水的补充速度非常缓慢。某些蓄水层的回灌速度确实相当快，但是地下水的循环周期平均为1400年，与之相对照的是河水只需20天就能循环一次。所以人们在抽取地下水时，实际上是从需要几十上百年才能形成的蓄水层中抽水。而且由于蓄水层中的水是以冰川般的缓慢速度穿行在土壤中，水中的污染物质持续聚积起来。与自行流到海洋中的河水不一样，蓄水层不断地容纳污染物，从而进一步缩减了能提供人类利用的洁净水的数量。
地下水消耗量急剧增长
在人类历史的大部分时间里，对地下水的利用主要是在地表水不足的干旱地区。埃及、伊朗这些中东文明古国，利用潜望镜一般的导管从山坡上将泉水引到附近的城镇，这一技术使定居地点得以从主要河流的两岸向外扩展。几百年来，随着人口和耕地的扩张，创新的掘井技术在中国、印度和欧洲逐步出现。水变成了一种十分宝贵的资源，一些文化中演绎出的奇妙神话，给地下水以及找水者赋予了神奇的力量。
在20世纪下半叶，对水的需求的急剧增长把现代社会的找水变为了一项主要产业。现在每块大陆上的主要蓄水层都被抽取，地下水成为全球15亿以上人口饮用水的主要来源。仅是中国东部黄淮海平原下面的蓄水层，就为近1.6亿人口提供饮用水。整个亚洲饮用水的将近1／3，是依靠地下水提供的。在发展中国家的一些大城市——如雅加达、达卡、利马和墨西哥城——几乎所有的用水都依赖于地下水。在集中供水系统尚不发达的农村地区，地下水通常是唯一的水源。美国95％以上的农村人口饮用的是地下水。
自从1950年以来，地下水消耗量急剧增长的一个主要原因是灌溉农业的大规模扩大。在灌溉总面积居世界第一位、粮食产量占世界第三的印度，用于抽取地下水的浅层管井数量从1960年的3000口激增到1990年的600万口。在1950年至1985年间，印度利用地表水进行灌溉的土地面积增加了一倍，而利用地下蓄水层进行灌溉的土地面积却增长了113倍。印度有一半以上的灌溉土地是由地下蓄水层供水的。灌溉土地面积居世界第三的美国，有43％的灌溉土地利用地下水灌溉。在全球范围内，灌溉用水是淡水的最大消耗项目：占每年从江河井池中汲取水量的大约70％。
其他行业用水量的增大甚至比农业还要快，在这个过程中所产生的利润也高得多。使用一吨工业用水平均产生价值约1.4万美元的产品，这是等量的水用于种植粮食所产生效益的70倍。因此，随着世界实现工业化，大量的水已经被从农田里转移到了利润更高的工厂中。工业用水在全部用水中的份额已达到19％，而且有可能继续快速增长。这样，可饮用水的数量不仅受制于有限的资源基础，还受制于其他影响更大的耗水行业的竞争。
当河流湖泊的水被消耗到极限时（其中很多被筑上了水坝、干涸或被污染），人们在所有领域就越来越依赖地下水。例如在台湾地区，由地下水所提供的用水的份额从1983年的21％升到了1991年的40％，几乎增加了一倍。曾经几乎是完全依赖河水和溪流的孟加拉国，在20世纪70年代挖掘的水井超过100万口，以替代被严重污染的地表水供应。目前，孟加拉国有几乎90％的人口只能饮用地下水。
在人们对地下水的依赖程度不断提高的同时，可以利用的地下水资源却变得越来越有限。几乎每一块大陆上的许多主要蓄水层，都在被以快于自然补充的速度消耗着。在印度、中国、美国、北非以及中东的部分地区，地下水的耗竭最为严重。在某些地理条件下，对地下水的超采可能引起地下蓄水层沉积物变得致密，从而永久缩减蓄水层的贮水容量。这种减少可能相当可观，并且是不可逆转的。
追踪隐藏的危机
不仅在欧洲、亚洲和拉丁美洲的一些地方，在美国各地，人类活动也正在使大量的化学品和污染物进入地下水中。当然这种情况不是最近才开始的，地下世界一直是容纳人类需要处置的一切东西——不论是污水、垃圾还是尸体——的场所。但是，我们现在送入地下的大量垃圾以及混在里面可致人死命的化学制品，已产生了以前从来没有想到过的问题。
我们不能总是去预料什么地方的水中会出现污染，或是预计污染在得到沉淀后经过多长时间才会重新出现。因为，地下水的运动通常很慢（有时一天移动不了一英尺），对地下蓄水层造成的破坏也许几十年也不会显现。世界许多地方，人们刚刚开始发现三四十年前的行为所导致的污染。例如，现在发现的一些最惊人的地下蓄水层污染事件，可以追溯到冷战时期的核试验以及核武器制造。一旦这些污染渗进地下水里，通常会持续很久：由于地下水流量大、不易接触以及流动速度慢，因此地下蓄水层实际上不可能得到净化。
随着这种隐藏的危机逐渐显露，人们才刚刚开始了解地下水污染的规模。几乎没有一个国家对地下蓄水层的水质进行跟踪，地下蓄水层的巨大范围及偏远位置使得监控成本相当昂贵。随着21世纪的到来，甚至连水文地质工作者和卫生官员对世界各地地下水遭破坏的大致程度也只是有一个朦胧的印象。不过，根据人们现有的数据，有可能在地图上大致勾画出受影响的地区以及它们面临的主要威胁。
水里的农药失去作用的过滤器
制造农药是为了杀虫。最早的合成农药是在20世纪40年代开始使用的，但是在经过几十年不断增加施用量之后，显而易见的一个事实是这些化学品对包括人类在内的非目标生物造成了损害。
即使是在20世纪60年代某些农药有害健康的观念得到认可之后，人们还是很容易地假设真正的威胁是来自散布在动植物——而不是地下水——中的农药。
但是在过去35年里，这种貌似有把握的假设已被证明是错误的。在美国、西欧、拉丁美洲以及南亚地区的农田里，地下水受到大范围农药污染的事例暴露了出来。我们现在知道，农药不仅会渗入地下蓄水层，有时在停止使用后还会长时期残存在原地。例如，尽管美国在30年前就禁止使用DDT，但在水中依然存在这种农药。
在有机氯化合物仍被广泛使用的地方，这样的风险仍在增加。例如，在印度东部地区的西孟加拉邦和比哈尔邦喷洒DDT半个世纪后，污染控制中心委员会仍发现，每升地下水中的DDT含量比安全含量高出几千倍。
农药经常是以混合方式存在的，这是因为大多数农场使用不同的毒素来消灭不同种类的昆虫、真菌和植物病害。
尽管（农药）最直接的影响也许是污染我们的饮水，但人们也担心当农田下面含有农药的地下水被抽上来用于灌溉时所发生的情况，一个明显的后果是农作物减产。
现已解散的美国技术评价局1990年报告说，浅层地下水里的除草剂具有“剪断”农作物根须的作用，因而会妨碍作物生长。（上）