地层深处的危机

从绿色革命到青紫婴儿：氮肥的缓慢流行
20世纪50年代初以来，全世界的农民逐步增加了对氮肥的使用量。全球肥料用量从那时以来增加了9倍，但是增加的养分常常不能被植物完全吸收。例如，对中国北部14万平方公里土地的一次调查发现，农作物平均只吸收所施氮肥的40％；在斯里兰卡也发现了几乎同等程度的浪费。大量过剩化肥溶于灌溉水中，最终通过土壤慢慢流进下面的蓄水层中。
家畜产生的有机废物以及城市产生的污水，正在与来自农田的过剩化肥一道对地下水构成污染。牲畜产生的垃圾因其数量巨大，成为流入自然环境的过剩养分流中一个举足轻重的支流。
以前，几乎没有获得过有关地下蓄水层污染趋势的信息。但是有几项调查表明，随着化肥施用量和人口规模的增长，地下水中硝酸盐的含量有了上升。例如，在加利福尼亚州的一处谷地，地下水中的硝酸盐含量从20世纪50年代到80年代期间提高了1.5倍，这段时间内化肥施用量增加了6倍。丹麦地下水中的硝酸盐含量自20世纪40年代以来增长了近两倍。
如果这些硝酸盐进入饮用水会怎么样呢？饮用高硝酸盐浓度的地下水（每升10毫克以上，但通常在每升100毫克左右）可能引起婴儿高铁血红蛋白血症，即所谓的青紫婴儿综合征。由于婴儿的胃酸少，消化系统把硝酸盐转化成引起血液输氧能力下降的亚硝酸盐，从而导致婴儿窒息或死亡。自1945年以来，全世界报告的青紫婴儿综合征有大约3000例，近一半发生在家用水井中硝酸盐浓度相当高的匈牙利。由于牛羊等反刍牲畜的消化系统也能迅速把硝酸盐转化成亚硝酸盐，因此它们也极易以与婴儿非常相似的方式罹患高铁血红蛋白血症。硝酸盐也与消化道癌症有关，虽然其中的流行病学联系尚不能确定。
通过集中世界各地有关地下水的调查，我们发现硝酸盐污染无处不在，而在人口——以及对粮食高产的需求——最集中的地方，这种情况尤为严重。在中国北部的北京、天津、河北、山东的一些县里，一半以上被调查地的地下水硝酸盐浓度超过了50毫克／升（世界卫生组织的饮用水硝酸盐含量标准是10毫克／升）。在一些地方，这个含量已高达300毫克／升。随着自1995年进行过这些测试以来化肥施用量逐步增加，这些地方的地下水硝酸盐浓度可能又有了上升，而且随着中国人口的增加以及更多的土地由于城市发展、工业开发、肥力枯竭和土壤侵蚀而流失，地下水硝酸盐含量很可能还要上升。
从煤气罐到饮料瓶：石化产品无处不在
驱车穿过美国的任何地方，经过的加油站可能比经过的学校或教堂要多。当人们开进一座加油站加油时，也许不会想到车子正是停在对地下水最普遍的一种威胁——地下储油罐——之上。很多地下储油罐是二三十年前安装的，已经超过了预期使用寿命，并因锈蚀而导致泄漏，这使得汽油缓慢地渗进土壤中。由于汽油渗入地底下，挖掘和补救的费用很高，所以有些渗漏持续数年。
石油以及相关化工产品——如苯、甲苯和汽油添加剂等——构成了美国地下蓄水层中存在的最常见的地下水污染物类型。这些化工产品中，有许多已知或怀疑能致癌。美国环保局1998年发现有10万只商用储油罐存在泄漏，查明其中近1.8万只已对地下水造成污染。
石油业巨头壳牌公司1993年宣布，该公司在英国的1100家加油站中有1／3对土壤和地下水造成污染。另一个事例发生在哈萨克斯坦东部城市塞米巴拉金斯克，那里6460吨煤油汇集在一座军用飞机场下面的蓄水层里，严重威胁着这个地区的供水。
地下水中石化产品的广泛存在，构成了一种全球恶性肿瘤，由于在成因与后果之间有着很长的时间间隔，这种危险的增长不引人注目。所以，目前因地下储油罐渗漏而出现的任何癌症，也许就发源于50年前安装的这些罐子。
从沉积物到溶解物：自然污染物的威胁正在显现
专家估计，目前饮用水中的砷可能威胁着2000至6000万孟加拉国人（接近于这个国家的一半人口）以及印度西孟加拉邦的600至3000万人。这个地区多达100万口水井也许受到了重金属的污染，污染程度是世界卫生组织所规定的饮用水中重金属含量标准0.01毫克／升的5到100倍。
科学家还在争论，什么样的化学反应使得砷从矿床中释放出来。一些理论认为是人类活动造成了这种现象。有一种假设认为随着水从井中抽走，大气中的氧进入了地下蓄水层，氧化了黄铁矿沉积物，导致砷的溶解。印度理工大学的地质学者发表在科学杂志《自然》1999年10月号上的文章认为，肥料流失的磷酸盐以及腐烂的有机物也许在其中起着作用。这些养分也许刺激了土壤中微生物的生长，而这些微生物有助于砷从沉积物中脱离。
盐类是另一种由人类活动带来的自然产生的地下水污染物。正常情况下，沿海地带蓄水层里的水会流注入海。但是，如果这些蓄水层里的水被过多抽采，这个过程就会发生逆转：海水流向内陆，渗入地下蓄水层中。由于海水含盐量高，只要有2％的海水与淡水相混合，这些水就无法饮用或灌溉。
氟是威胁着亚洲各地千百万人口的自然污染物。印度西部、中国北部的较干旱地区以及泰国和斯里兰卡某些地方的地下蓄水层中氟蕴藏量很丰富。氟是骨头和牙齿健康所必需的一种基本营养素，但是如果吸收量过高，就可能造成颈椎和脊梁的断裂性损伤及各种牙病。世界卫生组织估计，中国北部的7000万人以及印度西北部的300万人正在饮用氟含量过高的水。
一道化学元素混合汤
全球超过1／3的人生活、工作在只占全球土地面积2％的人口稠密的城市中。由于劳动力十分集中，工厂以及其他的就业中心也集中在城市地区周围。这些地区的地下蓄水层，开始反映出地面上密集程度不断增长、种类不断增多的人类活动。过分开垦和开采的农田或铜矿中的污染源也许是可想而知的，流进城市地下水中的污水包含着各种乱七八糟的污染物。
具有讽刺意味的是，这种污染的一个主要原因是大多数地方的人们学会了十分有效地处理废物（即让人看不到和闻不到它们），从而很容易忘记了地球是个任何东西都不会永久消失的封闭生态系统。垃圾填埋场、化粪池和下水道这些过去常用于掩埋垃圾和其他废物的设施，现在变成了导致地下水化学污染的主要渠道。美国的企业每年把近200万公斤的各种化学品排进化粪系统中，130万人的饮用水受到污染。在发展中国家的许多地方，工厂仍将污水倾泻在土地上，让污水自行消失。
在工业化国家，那些危害太大而无法进行土地掩埋的垃圾一般是装进容器后再掩埋的。但是如果像汽油罐这样的容器老化，最终会因裂缝而出现漏油现象。在加利福尼亚的硅谷，电子产品企业的仓库将污水分类装进容器埋入地下，当地管理地下水的部门检查了这些容器，发现85％的容器有渗漏现象。
亚洲的许多城市由于地下水无法使用，不得不寻找替代水源，中国的沈
（中）