大雨如何让你生病

每一次下雨,每一次你冲马桶,所有的水都必须去某个地方。它所走的路径会对公共健康产生下游影响。越来越多的研究表明,老化的管道和废水处理系统,加上由于气候变化而变得更加频繁的强降雨事件,会增加你生病的风险。

东海岸和中西部地区的许多城市都依赖一种老旧、过时的废水管理基础设施,称为合流式下水道系统。在这种系统中,污水会与地表径流(雨水从街道流入雨水排水管)混合,然后被输送到废水处理厂。理想情况下,所有这些受污染的水都会在重新排放到环境中之前被净化。但在强降雨期间,进入这些系统的地表径流量常常会超出输送和处理能力。因此,这些充满污水的未经处理的溢流物不是通过废水处理厂处理,而是直接排入纽约市的哈德逊河等水体。

这些合流式下水道溢流(CSO)事件对环境构成了公认的风险,同时也带来了一个较少被讨论的公共健康风险。根据《环境健康展望》(Environmental Health Perspectives)杂志上最近发表的一项研究,在 2014 年至 2019 年期间,马萨诸塞州北部梅里马克河流域社区发生最大规模的下水道溢流事件后,急诊室因急性胃肠道疾病(例如严重的呕吐和腹泻)的就诊人数增加了 60% 以上。这些发现与对同一地区进行的类似研究非常吻合,这些研究发现了极端降雨与急诊室就诊以及另一种类型的下水道溢流事件与疾病之间的关联。这不仅仅是马萨诸塞州北部的问题。

在佐治亚州亚特兰大,研究人员发现,在溢流事件发生后的一周内,大型 CSO 事件导致该市急诊室因胃肠道疾病就诊人数增加了近 10%。这是在 2022 年发布的一份记录了十多年数据的出版物中观察到的。2017 年的一项研究确定,居住在俄亥俄州辛辛那提市合流式下水道溢流点 500 米范围内的儿童,在强降雨和 CSO 事件发生后,出现严重呕吐和腹泻等症状并前往急诊室的可能性要高出约 16%。

加拿大圭尔夫大学病理生物学和环境健康研究副教授 Heather Murphy 表示:“在美国和其他富裕国家,人们普遍认为我们没有重大的食源性疾病问题,这是一种误解。”“人们认为北美的饮用水总是安全的,但事实并非如此。”

水如何让我们生病

这些研究都未能明确解释人们在 CSO 事件或其他强降雨和洪水之后是如何感染水传播疾病的。马萨诸塞州三项研究的作者、伊利诺伊大学芝加哥分校环境健康兼职副教授 Jyotsna Jagai 说:“我们不知道人们可能生病的具体机制。”

但研究人员有假设。Jagai 说,最得到证实的一种假设是,人们通过娱乐活动(如游泳、涉水、划船或钓鱼)直接接触受污染的地表水而生病。即使是带狗去湖边或河边玩耍,然后忘记彻底洗手就吃饭,或者孩子在水坑里玩耍,也可能成为传播途径。在马萨诸塞州的研究中,胃肠道疾病的就诊人数在夏季最高,而夏季也是户外活动最频繁的季节。在亚特兰大的一项研究中,高收入地区的 CSO 事件后胃肠道疾病的激增更为明显,这表明休闲活动机会可能与疾病传播有关。

相比之下,得到最少支持的理论是,污水可能被气溶化并吸入,从而增加局部感染疾病的风险。博斯顿大学公共卫生博士生、目前是博士后研究员的 Beth Haley(她是最近一项马萨诸塞州研究的主要作者)表示:“这比证据支持的假设更具推测性。”

介于两者之间的是饮用水问题。Jagai 指出,在大多数情况下,市政饮用水比娱乐活动更不可能成为疾病暴露的来源,尽管仍然有可能。即使公共饮用水源自发生 CSO 事件的水域,处理厂通常也会进行非常彻底的测试、监测和净化。当出现问题时,会有警报系统到位,以确保公众了解情况并采取相应行动,例如发布饮用水煮沸通知。华盛顿大学环境健康教授、亚特兰大研究的资深作者 Karen Levy 说:“对我来说,发布饮用水煮沸通知就证明了系统正在按预期工作。就像‘我收到了通知,不要喝我的水,因为市政府正在监测情况并告诉我存在问题’。”

然而,偶尔也会出现“挂一漏万”的情况。Levy 指出,尽管水在离开处理厂时可能是安全的,但在运输过程中,老化的管道可能会损坏,潮湿的土壤——特别是被溢出的未经处理的污水浸透的土壤——可能会让一些病原体渗入。“系统中非常小的压力下降就可能导致入侵事件,”她补充道。Jagai 和 Levy 表示,在极端情况下,极强的降雨和 CSO 事件会导致进入处理厂的水变得非常浑浊,以至于难以有效处理,因为微生物会附着在沉淀物颗粒上。Haley 说,病毒和原生动物病原体可能尤其难以被标准的净水策略控制。

即使处理厂成功地将水处理到符合 EPA 安全标准,但大量的 CSO 事件仍然可能导致比平时更多的污染。Levy 说,从水龙头出来的水中不可避免地会含有一些微生物,“肯定不是无菌的”。对大多数人来说,在大多数时间,这种微生物含量是完全安全的。然而,Jagai 说,免疫系统受损、老年人或非常年幼的人可能“不一定能够应对这种更高的污染水平,并且可能面临胃肠道疾病的更高风险”。最近的马萨诸塞州研究没有发现胃肠道疾病发病率因饮用水源而存在显著的群体水平差异,但 Jagai 指出,数据也不能完全排除其作为因素的可能性。

还有一些其他评估认为,在某些情况下,饮用水可能是疾病的诱因。近二十年前,研究人员报告称,居住在以密歇根湖为饮用水源的邮政编码的儿童,在湖水发生污水溢流后,腹泻病的住院率高于居住在其他市政供水来源的邮政编码的儿童。在加拿大,也有一些合流式下水道系统。Murphy 的研究估计,每年有数十万例急性胃肠道疾病是由受污染的饮用水引起的。美国疾病控制与预防中心 2023 年发布的一项类似评估估计,每年有超过 110 万例水传播疾病与饮用水有关(同一项研究表明,超过 560 万例与娱乐用水源有关)。

如何保持健康

Levy 强调,这并不意味着你应该停止饮用自来水或购买瓶装水。“虽然 CSO 是一个问题,尤其是在强降雨事件之后,而且这是我们社会应该关注的事情——但作为个人,我们应该感到非常幸运,我们可以拧开水龙头,在大多数情况下,我们可以安全地饮用这些水,”她说。“我认为人们可以相信,水务公司正在测量和监测水中的(微生物)状况。”在强降雨或洪水事件之后,始终要注意你所在地区的用水警报和指南,如果你感染风险较高,可以考虑采取一些额外的预防措施(例如,煮沸水)。

Murphy 建议,如果你依赖私人井水,你可能面临更高的水传播疾病风险,并考虑在暴雨后(可能导致化粪池系统溢流)进行水质检测,以检测微生物污染,从而发现可能被忽略的脆弱性。

最重要的是,要认真对待在可能受污染的水域进行娱乐活动的风险,如果接触了水,要彻底洗手。Haley 说,一般来说,公共卫生机构鼓励人们在 CSO 事件发生后 48 小时内避开这些水域。“我认为这是一个相当不错的经验法则,”她补充道,并指出她研究中的 CSO 事件与急诊室就诊之间的延迟时间与污染水平在强风暴后约两天最高这一观点基本一致。

更宏大的解决方案

最终,CSO 和水污染问题无法在个人层面解决,而且这个问题将变得更加紧迫。CSO 系统已不再建造,但那些从过去几十年甚至几个世纪继承了它们的城市仍然要面对其后果,随着人口的增长和气候变化改变降水模式,这些后果变得更加严重。在美国大片地区,包括东部和中西部,极端降雨事件正变得越来越频繁和强烈——给本已不足的基础设施增加了压力。在东北部,与 1958 年的水平相比,极端降雨的观测降水量已经上升了 50% 以上。“这些正是对合流式下水道系统构成风险的条件,”Haley 说。她补充说,不幸的是,解决这个问题既复杂又极其昂贵。

Haley 说:“许多管理这些遗留合流式下水道系统的市政府没有足够的财力来以零 CSO 事件所需的方式进行修复……我们谈论的是数亿美元,有时是数十亿美元,才能完全分离下水道系统。”她补充说,另一种选择是增加废水处理能力,一些城市如俄勒冈州波特兰市和波士顿市已经这样做了——但即使这样仍然非常昂贵,而且对于没有联邦支持的小型城市来说是难以获得的。她认为,我们需要更多的资本投资和联邦政策来支持基础设施发展。“这不是一个惊人的观点。我们的基础设施存在许多有据可查的问题,需要额外的投资。”

美国环保局(EPA)已经要求拥有合流式下水道系统的城市制定减排计划,以减少原始污水流入水体的污染。然而,这些计划并未被证明足够。Haley 指出,许多这些计划没有考虑到不断变化的降雨模式或由于气候变化而预计的降水量增加。而且,即使是现有的计划,也未必然按照承诺那样实施或跟踪。美国政府问责局(GAO)在 2023 年的一份报告中指出,EPA 未能为减排工作设定目标或跟踪相关努力。

Haley 指出,每个人都有权获得安全健康的自然空间。在大自然中度过时光,无论是森林还是河边,都已被证明对公共健康有益。在理想的世界里,人们应该能够在没有恐惧或疾病的情况下享受这些益处。“人们停止使用公共自然区域将是一种损害,”她说。“同时,我们必须意识到并理解风险。”

 

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