經(jīng)過(guò)近30年的地下水監(jiān)測(cè)，美國(guó)聯(lián)邦政府最重要的科學(xué)機(jī)構(gòu)“地球”已經(jīng)收集到足夠多的數(shù)據(jù)，以確定該國(guó)較大含水層的受到長(zhǎng)期污染趨勢(shì)。

經(jīng)過(guò)監(jiān)測(cè)研究，美國(guó)地質(zhì)勘探局在地下水方面發(fā)現(xiàn)兩個(gè)趨勢(shì)，即氯化物和鈉的濃度在全國(guó)范圍內(nèi)逐年攀升，而在加利福尼亞州和佐治亞州南部的農(nóng)場(chǎng)地區(qū)，硝酸鹽的含量有所增加。

美國(guó)國(guó)會(huì)于1991年命令科學(xué)機(jī)構(gòu)“地球”追蹤地下水水質(zhì)的長(zhǎng)期變化，這是有充分理由的。今天，該國(guó)約有1.55億人使用地下水作為飲用水。超這個(gè)數(shù)字的四分之一，大約4200萬(wàn)人，使用的家族水井缺乏監(jiān)管。

根據(jù)負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)計(jì)劃的布魯斯·林賽的說(shuō)法，美國(guó)沒(méi)有可以進(jìn)行比較的長(zhǎng)期國(guó)家地下水質(zhì)量評(píng)估結(jié)果，因此美國(guó)的地下水長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)具有歷史意義。但是該水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目具有局限性。首先，它追蹤研究的污染物種類只有25種，相對(duì)較少，包括殺蟲(chóng)劑、重金屬、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和揮發(fā)性有機(jī)物。新的化學(xué)品，例如有毒的PFAS（全氟烷基和多氟烷基物質(zhì)）化合物，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)存在于數(shù)百萬(wàn)美國(guó)人的飲用水中，這引起了國(guó)會(huì)的注意，這樣重要的物質(zhì)卻不包括在監(jiān)測(cè)的范圍之內(nèi)。其次，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目旨在泛泛了解該國(guó)比較大、比較重要的含水層污染情況，這些含水層多是大量用于灌溉和飲用水的含水層。美國(guó)的地下水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，就像一個(gè)使用了廣角的相機(jī)，捕捉到了一個(gè)大的圖景，但是具體的細(xì)節(jié)信息卻沒(méi)有捕捉到，其實(shí)，地下水的一些局部變化也非常重要。

其他研究人員正在收集更多證據(jù)，以證明一些別的站點(diǎn)可能會(huì)對(duì)地下水造成污染，例如垃圾堆、工廠、干洗店、地下儲(chǔ)油罐、軍事基地、機(jī)場(chǎng)等。由于這些站點(diǎn)的規(guī)模比較小，并沒(méi)有納入地下水監(jiān)管體系，但這些站點(diǎn)可能對(duì)家庭水井、市政和農(nóng)民使用的水井造成污染。

最近，一個(gè)非營(yíng)利性組織發(fā)布的一份報(bào)告表明，該組織對(duì)265個(gè)煤灰坑進(jìn)行了研究，超過(guò)90%的煤灰坑污染了附近的地下水，其中至少有一種化學(xué)品高于聯(lián)邦飲用水標(biāo)準(zhǔn)。與此同時(shí)，美國(guó)國(guó)防部有401個(gè)軍事基地，軍方官員懷疑其PFAS化合物被釋放到地下水中。

2013年，美國(guó)國(guó)家科學(xué)院對(duì)存在地下水污染的站點(diǎn)進(jìn)行了更廣泛的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)全國(guó)有超過(guò)12.6萬(wàn)個(gè)站點(diǎn)的地下水需要清理。這些站點(diǎn)中大約10%的地下水污染范圍廣，地下水污染的治理在地質(zhì)和技術(shù)上都具有挑戰(zhàn)性，恢復(fù)時(shí)間可能需要一個(gè)世紀(jì)。報(bào)告的主筆人馬歇爾·卡瓦認(rèn)為，地下水污染的站點(diǎn)數(shù)量沒(méi)有大幅減少。

評(píng)估地下水的三個(gè)問(wèn)題

美國(guó)地質(zhì)勘探局地下水評(píng)估中的25種污染物之所以被選中，是因?yàn)樗鼈冊(cè)趪?guó)家或地區(qū)的水平具有吸引力：至少有1%數(shù)量的飲用水井的樣本數(shù)據(jù)超過(guò)了聯(lián)邦健康標(biāo)準(zhǔn)，其問(wèn)題可能是在地下水中檢測(cè)到的五種農(nóng)藥，或者是檢測(cè)到有揮發(fā)性有機(jī)化合物。

評(píng)估地下水的三個(gè)問(wèn)題是：國(guó)家地下水的質(zhì)量如何？哪些因素會(huì)影響地下水水質(zhì)？水質(zhì)變得更好還是更差？

“我相信我們可以很好地回答第一個(gè)問(wèn)題?！绷仲愓f(shuō)。第一個(gè)問(wèn)題是個(gè)“狀態(tài)”問(wèn)題，即美國(guó)的國(guó)家地下水的水質(zhì)到底是好還是壞，這是第一個(gè)問(wèn)題的含義，即單個(gè)時(shí)間點(diǎn)的水污染測(cè)量。地方、州和聯(lián)邦機(jī)構(gòu)都有著自己的地下水網(wǎng)絡(luò)。這些地方上的地下水網(wǎng)絡(luò)與國(guó)家級(jí)網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)，但是，地方地下水和國(guó)家級(jí)地下水網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)通是一個(gè)緩慢的過(guò)程。

對(duì)于影響地下水水質(zhì)的因素，哥倫比亞大學(xué)的研究人員可以回答這個(gè)問(wèn)題，林賽補(bǔ)充道。例如，用于冬季城市道路除冰的鹽會(huì)增加地下水中氯化物的含量，而硝酸鹽污染主要是集約化耕作造成的。

林賽表示，從政策角度來(lái)看最重要的問(wèn)題是第三個(gè)問(wèn)題，“最難回答水質(zhì)是變好了還是變差了?！?/p>

如何發(fā)現(xiàn)趨勢(shì)

美國(guó)地質(zhì)勘探局設(shè)立了國(guó)家水質(zhì)評(píng)估項(xiàng)目來(lái)回答這個(gè)問(wèn)題，但到目前為止，國(guó)家水質(zhì)評(píng)估項(xiàng)目只能提供部分答案。林賽解釋說(shuō)，該項(xiàng)目提供了地下水水質(zhì)的一個(gè)“快照”。這里有一瞥，十年之后同一個(gè)地方又有一瞥。兩輪抽簽取樣已經(jīng)完成，第三輪正在進(jìn)行中。

回答趨勢(shì)問(wèn)題的能力，就是回答地下水水質(zhì)到底是在變好還是在變壞，將會(huì)在下一輪抽簽取樣后大幅改善。

林賽提供的一個(gè)例子是波托馬克河流域。第二次采樣顯示了地下水中溶解的礦物質(zhì)和鹽達(dá)到了峰值，但第三次采樣的結(jié)果卻顯示地下水中溶解的礦物質(zhì)和鹽大幅下降。不同之處在于，第二次采樣是在干旱期間采集的，這會(huì)增加地下水中鹽的濃度。

“通過(guò)三次測(cè)量，我們才可以說(shuō)某處的地下水質(zhì)變化具有某種趨勢(shì)，而不只是改變?！绷仲惤忉尩?。

1988年至2001年期間，從5000多口井中抽取了第一批樣本，以便建立狀態(tài)問(wèn)題的基線數(shù)據(jù)。從那時(shí)起，資金不足一直是維持該計(jì)劃的障礙。采樣的井和網(wǎng)絡(luò)數(shù)量從第一個(gè)周期的5000多口井減少到第二個(gè)周期的僅1500口井。減少的原因還在于采用了更先進(jìn)的統(tǒng)計(jì)方法，所需要井的數(shù)量減少了。

到目前為止，只有14個(gè)網(wǎng)絡(luò)和355口井在這三個(gè)時(shí)期都被采樣。

“我們希望每年對(duì)每個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行采樣，但這將超出我們的承受能力。”林賽說(shuō)。

到目前為止，林賽看到監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中地下水水質(zhì)的變化很小。他說(shuō)，這并不奇怪。網(wǎng)絡(luò)中的許多井都足夠深，地表的污染需要數(shù)年時(shí)間才能滲透到井水的深度。

“令人驚訝的是，我們只看到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生了很大變化?！彼f(shuō)，三個(gè)采樣期唯一非常大的變化是加利福尼亞州中央谷的硝酸鹽增加，中央谷是該州農(nóng)業(yè)的中心，也是地下水硝酸鹽污染長(zhǎng)期受到關(guān)注的地區(qū)。