美国大陆一半以上的地区目前正在经历某种程度的干旱，大约四分之一的地区处于严重干旱或更严重的干旱状态。近年来，美国西部和西南部似乎一直处于降雨和积雪减少的状态。干旱有许多众所周知的、潜在的灾难性后果，从作物歉收、水资源短缺到漫天遍野的野火。然而，干旱不仅会影响水量，还会影响水资源的质量，从而对人类健康产生更直接的影响，甚至会影响男性的生育。

图为美国的干旱程度

干旱增加砷暴露

美国地质调查局 (USGS) 最近的研究表明：干旱，尤其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们接触有害砷的风险。

数亿年前，人们饮用水的基准质量可能已经一成不变。砷是一种常见的地下水污染物，主要是因为当地的地质情况。在缅因州，例如：阿巴拉契亚山脉的形成与火山活动走到了一起，砷等金属集中到基岩内的裂缝，从这些裂缝中，酸度、温度或水流速度的细微变化就可以将污染物从岩石中抽出并进入地下含水层。

图为岩石中的砷

不仅仅是缅因州，在新英格兰、中西部和西南部的许多地方，砷含量超过十亿分之十(ppb)、联邦水平特别普遍——这对依赖井水的家庭来说是一个特别大的问题，井水可能会在房主不知情的情况下受到污染。

新罕布什尔州达特茅斯盖塞尔医学院的分子生理学家布鲁斯斯坦顿说，砷暴露会导致一系列健康问题，包括膀胱癌和肺癌、心脏病、肺部感染、免疫系统抑制和儿童认知能力下降。位于德克萨斯州大学城的德克萨斯农工大学环境健康流行病学家Taehyun Roh说：“市政供水会定期检测、监测和处理砷等污染物。”但就私人水井而言，他说：“没有监管。”

能否安全饮用水？

《安全饮用水法》要求提供公共水的市、镇和县确保其供应符合联邦标准。尽管有许多市政府未能履行其提供清洁、安全用水的职责，但超过4300 万人依靠美国的私人水井根本不受联邦标准的保护，家庭井水测试和处理完全由土地所有者个人负责。

根据美国地质调查局2017 年的一项估计，美国目前有 15万 至 290 万人从砷浓度高于联邦限值十亿分之十的井中饮用。根据美国地质调查局2021 年 1 月的一项研究，在干旱期间，这一数字可能会超过400 万。

图为美国砷分布图

最近基于计算机模型的研究估计，干旱可能会使井中的平均砷含量增加 10%。主要研究作者和美国地质调查局水文学家梅丽莎伦巴德说：“这看起来不是很多，但当你把它带到整个国家时，这种影响实际上非常大。”她是新罕布什尔州彭布罗克的水文学家。美国地质调查局的另一位水文学家兼研究合著者约瑟夫·艾约特( Joseph Ayotte)表示，她的研究是同类研究中的第一次，而且该模型“还处于起步阶段” 。

该研究提供了几种解释，解释了为什么干旱可能会增加某些地区通过井水接触砷的风险。在干旱期间，地下水位会下降。这种体积变化会导致水化学变化，例如酸度增加。因为从岩石中浸出金属是一种化学反应，所以水化学的变化可以加速这一过程。地下水减少也意味着水中已经存在的污染物变得更加集中。因此，即使干旱不会改变井中溶解砷的总量，但井中水的砷浓度将会变得更高。

图为地下水位导致污染增加

美国地质调查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的砷暴露增加。例如，在加利福尼亚长期干旱期间，地表水是有限的，更多的水从地下抽取以满足该州的需求，研究该问题的水文学家Rich Pauloo说。根据2018 年发表在《自然通讯》上的一项研究：过度抽水会导致土地本身下沉，在此过程中会将天然砷从粘土中挤出并进入用于饮用的地下水中。

Lombard 的研究模型基于先前观察到的干旱条件，但预计气候变化将继续增加全球干旱的国家数量和强度。“到 21 世纪末，生活在极端和异常干旱下的人数可能会增加一倍以上，”密歇根州立大学的环境工程师Yadu Pokhrel说。这意味着砷污染在不断变化的气候中可能变得更加猖獗。

砷暴露影响生育

此外，即使砷暴露水平低于允许的 10 ppb 联邦限制，砷对健康的不利影响也会突然出现，在爱荷华州2017 年的一项研究中，科学家发现低至 2.07 ppb 的砷暴露水平与前列腺癌风险增加之间存在相关性。目前砷已经被证明具有内分泌干扰作用，可导致雄性睾丸组织萎缩和生精细胞损伤，精子数量和精子活力下降等。

中国科学院城市环境研究所通过病例-对照实验，首次发现普通人群的AsiV内暴露量与男性不育具有显著相关性，并通过代谢标志物分析探讨了可能的生殖毒性机理。研究结果表明：较高的AsiV暴露与不育结局具有显著正相关性;代谢标志物指示AsiV可能通过氧化胁迫和内分泌干扰途径影响男性生殖功能。该研究为砷诱导的男性不育毒性机制提供了直接的证据。

图为砷影响基因

除了健康风险之外，砷是无味、无色和无味的，因此在症状出现之前，如果不进行测试就无法检测到。所有这些未被发现的砷暴露加起来会对生命后期造成影响，比如癌症，即使在有人不再饮用受污染的水很久之后也不能摆脱病症。科学家在小鼠和鱼类中所做的研究还表明，砷暴露可能具有表观遗传效应，这可以永久性地改变我们 DNA 中编码的基因的表达方式。

解决砷的问题

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一个可以解决的问题。在许多情况下，只需要了解问题、测试和补救资源即可。缅因州、密歇根州和新墨西哥州等高风险地区的州都有州计划，可帮助提供低成本或免费的砷测试。油井所有者还可以支付认可实验室的私人油井测试费用，尽管这些测试的费用可能高达 100 美元。大多数州建议每三到五年重新测试一次。

但如果你的水平够高，一个简单的滤水罐就可以解决这个问题。甚至在一些人的家里，连狗都喝过滤水。 尽管，高砷浓度——远高于 10 ppb 联邦限制——可能会超过水龙头或水罐过滤器的容量，并且需要昂贵的反渗透系统，可能要花费数千美元，但减少砷暴露的预防成本是值得的。

在新英格兰，科学家、社区成员和倡导团体齐聚一堂，试图解决试井和修复通道的问题。缅因州巴港沙漠岛生物实验室社区环境健康实验室主任 Jane Disney 与 Stanton 的达特茅斯实验室共同开展了一个社区公民科学项目。该项目名为“关于砷的一切——数据到行动”，邀请中学生对他们家的砷井进行测试，支付测试费用，同时教授学生数据分析技能，并为青年倡导创建平台。

截至目前，该项目已从全州采集了3000多个水样，并与20多所学校合作。该项目的学生最近与位于缅因州波特兰的环境健康倡导组织Defend Our Health合作。该组织正在努力扩大多个州的测试资源，要求房东披露试井信息，并加强缅因州的饮用水标准。

有一种田园诗般的乡村生活，就像是“我们靠土地生活，喝我们的水。'”人们认为水和田园风光一样纯净自然，但最终，霍尔警告说， “在岩石中钻 100 到 600 英尺深的井并从中抽水，这并不自然!