目前，美国大陆一半以上的地区正经历着不同程度的干旱，其中约四分之一正经历着严重或更严重的干旱。近年来，美国西部和西南部似乎一直处于降雨量和积雪量持续减少的状态。干旱有许多广为人知且可能造成灾难性后果，从农作物歉收到缺水再到山火。然而，它们也可能对人类健康产生更直接的影响，不仅影响水的量，还影响水的质量。
美国地质调查局（USGS）的最新研究表明，干旱，特别是美国部分地区持续的干旱，可能会增加依赖井水的人们接触有害砷的风险。
数亿年前，你饮用水的基准质量可能就已“板上钉钉”。砷是一种常见的地下水污染物，这很大程度上是由于当地的地质构造。例如，在缅因州，阿巴拉契亚山脉的形成和火山活动共同作用，将砷和其他金属浓缩在基岩的裂缝中，缅因州大西洋学院的地质学家Sarah Hall解释道。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抽出，进入地下含水层。
这不仅仅是缅因州。在新英格兰、中西部和西南部许多地区，砷含量超过联邦规定的每十亿分之十（ppb）的水平尤其普遍——这对依赖井水的家庭来说是一个尤其大的问题，因为井水可能被污染而房主却毫不知情。
达特茅斯学院盖泽尔医学院的分子生理学家Bruce Stanton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，以及儿童认知能力下降。
德克萨斯农工大学科莱奇站环境健康流行病学家Taehyun Roh说，市政供水系统会定期检测、监测并处理包括砷在内的污染物。“但在私人水井的情况下，”他说，“没有监管。”根据《安全饮用水法》，提供公共供水的城市、城镇和县有法律义务确保其供水符合联邦标准。尽管有许多已记录案例表明市政政府未能履行提供清洁、安全饮用水的职责（Roh提到了密歇根州的弗林特事件），但美国超过4300万人依赖私人水井，完全不受联邦标准的保护。家用井水检测和处理完全是个人地主的责任。
根据美国地质调查局（USGS）2017年的一项估算，美国目前有150万至290万人饮用的井水砷含量超过联邦限制的10 ppb。根据2021年1月的一项USGS研究，在干旱期间，这个数字可能上升到400多万。
这项基于计算机模型的最新研究估计，干旱可能使井水中的砷含量平均增加10%。“这似乎不多，但考虑到整个国家，其影响实际上相当大，”该研究的首席作者、新罕布什尔州彭布罗克市USGS水文学家Melissa Lombard说。然而，她也谨慎地指出，她的研究是同类研究中的第一次，模型“还处于初级阶段”，另一位USGS水文学家兼研究合著者Joseph Ayotte说道。
这项研究对干旱可能在某些地区增加通过井水接触砷的风险提出了几种解释。在干旱期间，地下水位下降。这种体积的变化会导致水化学性质的改变，例如酸度增加。由于金属从岩石中浸出是一种化学反应，水化学性质的变化可以加速这一过程。地下水减少也意味着水中已存在的污染物变得更加集中。因此，即使干旱没有改变井水中溶解砷的总量，该井水中的每一杯水可能都含有更多的砷。
USGS的研究还部分考虑了人类对干旱的应对措施，这些措施可能导致某些地区接触量增加。例如，在加州持续干旱期间，地表水有限，为了满足该州的需求，会从地下抽取更多的水，休斯顿大学研究该问题的加州大学圣地亚哥分校水文学家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陷，在此过程中将天然砷从粘土中挤压出来，进入饮用水中。
Lombard的研究模型基于先前观察到的干旱状况，但气候变化预计将继续增加全球干旱的次数和强度。“到21世纪末，生活在极端和异常干旱地区的人口可能会翻倍以上，”密歇根州立大学环境工程师Yadu Pokhrel说。这意味着在气候变化的背景下，砷污染可能会变得更加普遍。
此外，Roh和Stanton都强调，即使砷的暴露水平低于允许的10 ppb联邦限值，也会产生不利的健康影响。“许多科学家认为这还不够，”Roh说。在爱荷华州2017年的一项研究中，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。
更糟糕的是，砷无色、无味、无臭，如果不检测，在出现症状之前根本无法发现。“不像你吃了不新鲜的蛤蜊，当晚你就知道是你吃了不新鲜的蛤蜊，”Stanton说。
他表示，所有这些未被发现的暴露累积起来，可能导致晚年出现癌症等健康问题，即使在停止饮用受污染的水很久之后。“他称，他在小鼠和鱼类的研究也表明，砷暴露可能具有表观遗传效应，会永久改变我们DNA中编码的基因的表达方式。”
尽管健康问题听起来令人担忧，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，只需要提高对问题的认识，进行检测，并有相应的修复资源。像缅因州、密歇根州和新墨西哥州等高风险地区的州，都有提供低成本或免费砷检测的县和州项目。井主人也可以从获得认证的实验室付费进行私人水井检测，尽管这些检测可能花费超过100美元。大多数州建议每三到五年重新检测一次。然而，Hall说，如果你居住在高风险地区，并且你的水井检测结果接近联邦限值，你应该考虑每年检测两次砷，因为水平可能随季节变化。
Stanton说，根据你的水平高低，一个简单的滤水器就可以解决这个问题。他家里“连狗都喝过滤过的水。”尽管如此，他补充说，高浓度的砷——远高于10 ppb的联邦限值——可能会超出水龙头或滤水壶的容量，需要昂贵的反渗透系统，可能花费数千美元。Stanton认为，预防性地减少暴露是值得的。他提到了“那些一次又一次进出医院”或患上慢性病并最终花费数十万美元医疗费用的‘恐怖故事’。”
Stanton说：“你担心那些收入低、根本负担不起的人。”居住在依赖井水的农村地区的人们比居住在公共供水地区的人们更有可能生活贫困，可支配收入更少。“这与环境正义有关，”他补充道。
在新英格兰，科学家、社区成员和倡导团体齐心协力，试图解决水井检测和修复获取方面的问题。缅因州巴港海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运营了一个社区公民科学项目。该项目名为“砷知多少——数据到行动”，招募中学生和高中生为家人检测水井中的砷，承担检测费用，同时教授学生数据素养技能，并为青年倡导创建一个平台。
到目前为止，该项目已收集了全州3000多份水样，并与20多所学校合作。该项目的学生最近与总部位于缅因州波特兰的环境健康倡导组织Defend Our Health合作。该组织正在推动将检测资源扩展到多个州，要求房东披露水井检测信息，并加强缅因州的饮用水标准。在德克萨斯州，Roh正在开展一项类似的社区检测项目，该项目除了检测自来水外，还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含有可检测到的砷水平。Roh说，作为参与的回报，人们将获得一个用于水龙头的滤水器。
希望增加的意识、研究和检测能够带来改变，并增强面对当前和未来干旱的韧性——但这需要坚持不懈。Hall在她研究井水砷的工作中，遇到了对检测和处理的某些阻力。“有一种田园诗般的乡村生活方式，好像‘哦，我们靠土地生活，喝着自己的水。’”人们想象的水像田园风光一样纯净自然，但最终，Hall警告说，“从100到600英尺深的岩石中钻孔并将其中的水抽出来，这一点也不自然。”
