从台湾的砷经验，展望世界未来 保持乾净清洁的水源，是避免砷中毒的根本之道。 撰文╱　口述／陈建仁　整理／庞中培 陈建仁　台湾大学流行病学研究所教授、中央研究院院士，主要研究领域是流行病学与人 类遗传，目前担任行政院卫生署署长。 砷其实普遍存在於自然界中，其化合物之一就是古时候常拿来当做毒药的砒霜。不过国人 对砷的印象，应该是从乌脚病得到的。1950年代末期，在台湾西南沿海的北门、布袋、学 甲和义竹等地区，开始出现乌脚病。乌脚病一开始并没有什麽症状，只有因肢体末端血液 循环不良，而出现的手脚末端有冷、麻感觉，以及将手、脚抬高一阵子，指尖和脚尖就变 成白色的徵候。另外，一般人手脚如果碰到尖锐的或是热的东西，就会很快地缩回来；但 是乌脚病患者因为手脚末端的末梢神经受到破坏，因此缺乏这种反射动作，使得四肢末端 特别容易受伤而发生溃疡。 一般人溃疡通常很快就会好，但是乌脚病患者的溃疡却不容易痊癒，而且会慢慢扩大、变 成黑色坏疽，然後继续往上延伸。当地人称乌脚病为「乌乾蛇」，这是很传神的名字，「 乌」指的是坏疽的颜色；「乾」是指坏疽部位不会流出血水；「蛇」则是指坏疽会从四肢 末端往上延伸。由於患部极度疼痛，有些人甚至会因无法忍受而仰药自杀。乌脚病的临床 变化与糖尿病末期的周围血管疾病相似，它的病理变化包括「血栓血管炎栓塞」和「动脉 硬化栓塞」，造成血液无法流通，而使肢体呈现乌青坏死的现象。在当时，这种病的唯一 治疗方式，就是截肢，所以孙理莲牧师、谢纬医师和王金河医师就一起合作，为当地患者 免费进行截肢手术。他们还教导截肢患者编织草蓆、竹篓，让他们有独立谋生的能力。谢 纬和王金河这两位医师因此获得医疗奉献奖，以表扬他们的仁心仁术。不过，他们无法确 定乌脚病的病因，於是将当地的流行状况转达给台湾大学医学院，请台大的团队来调查。 台大研究团队调查发现，在西南沿海乌脚病流行乡镇的居民使用两种井水。一种是大约只 有3~5公尺、可以直接用桶子取水的浅井，取出的水比较咸。另一种是深约30~100公尺、 与地下水层接触的深井，取出的水是淡水，因此当地人大多饮用这种井水。陈拱北、曾文 宾和吴新英等教授调查发现，喝深井水的人特别容易得到乌脚病，而喝浅井水的人则否。 进一步分析深井水和浅井水的差异，发现深井水的砷含量特别高。他们同时还发现，喝深 井水的人，皮肤上会出现雨点状的黑斑，黑斑之间还可发现皮肤癌，饮水的砷含量和皮肤 癌有剂量效应关系。目前孟加拉的砷中毒状况，相当於当初台湾西南沿海居民开始喝深井 水的前10年，还没到达出现乌脚病的阶段。 除了乌脚病和皮肤癌之外，砷也与人体内脏的癌症有关。我在1985年开始发表论文，报导 砷会引起内脏癌症，包括肺癌、肾脏癌、膀胱癌、前列腺癌等，一开始有许多人还表示存 疑，後来在智利、阿根廷、蒙古、美国等地也有相同的发现。由於台湾对砷中毒的研究最 完整而深入，促使美国引用台湾的研究数据，重新订定饮用水的砷含量标准，由原本的 50ppb降为10ppb（1ppb为10亿分之一）。 我们进行长期研究，尝试验证一个假说：「如果砷会引起动脉硬化，应该不只局限在周围 血管。」过去，叶曙教授在从事乌脚病研究时，发现乌脚病患有严重的全身性动脉硬化； 他从乌脚病患者的屍体解剖调查发现，一位30岁病患的动脉硬化程度，比非乌脚病流行地 区的65岁老人还要严重。由於血管是相连的，如果手脚的血管会硬化，那麽心脏以及脑的 血管也可能会硬化。後来我们确实发现，砷和缺血性心脏病及脑中风等也都有剂量效应关 系。（参见2002年7月号〈砷与动脉硬化〉） 既然砷会引起动脉硬化，那麽糖尿病和高血压这两个动脉硬化的危险因子，是否也和砷有 关系呢？在1994和1995年，我们发表两篇研究论文，分别指出砷也会引起糖尿病和高血压 ，当时全世界都没有相关的文献发表，直到2000年以後，孟加拉和瑞典才陆续有相同的发 现，砷不但会引起糖尿病与高血压，还有显着的剂量效应关系。砷和其他重金属不同，例 如有机汞会累积在神经系统，而镉则会累积在骨头与肾脏，但无机砷进入人体後，大约两 小时後就会遍布全身。由於砷会广布在身体的各个器官系统，因此在身体各部位都可能造 成病变，我们的研究也显示，除了乌脚病、心脏病、糖尿病、高血压、脑中风及各种癌症 外，慢性砷中毒也可能引起白内障、慢性支气管炎、神经行为发展迟滞等病变。 当初台湾能解决西南沿海的乌脚病问题，要感谢研究者发现它肇因於饮用含砷的深井水。 既然与饮水有关，只要不再喝当地的深井水就可根除该病。当时省政府卫生处着手建立自 来水厂，将乌山头水库和德基水库的水，引到西南沿海乌脚病盛行地区。1960年代开始铺 设自来水管线，直到1970年代中期，才让全部居民都有自来水饮用。 1990年代，兰阳平原也发现含砷井水引起慢性中毒的状况，所幸台湾此时的经济状况已比 1960年代好很多，所以只花了两年就解决全面普及自来水的问题。我们依据台湾的砷中毒 防治经验，建议有相同问题的国家，解决砷中毒之道就是不要喝含砷井水。我在美国哥伦 比亚大学环境卫生研究小组担任顾问，目前该小组正协助孟加拉解决砷污染问题，可惜铺 设自来水系统的方案，在孟加拉并不适用。早期孟加拉的主要饮用水来自池塘与河流，每 年雨季可补充这些水源。当人口数不高时，池塘与河流的水还能保持自净；但当人口大量 成长，加上排泄物无法有效处理而流到池塘，水源便遭受污染。1970年代，孟加拉儿童的 主要死因，像痢疾、霍乱和其他的肠胃道感染，都是水源污染造成的。当时联合国儿童基 金会和世界银行为了寻找乾净水源，因此协助孟加拉开发地下水，但是世事难料，在1980 年代早期，当地就陆续发现砷中毒引起的皮肤病变。 然而，孟加拉最难解决的问题是人口多，又贫穷。在政府缺乏经费，国民所得也只有300美 元的情况下，几乎不可能全面装设自来水；而且孟加拉境内的恒河及其支流也已经脏到难 以处理的程度，因此不太可能以改善地面水源来解决砷中毒的问题。此外，自1970年代以 来，孟加拉国民即不断大量取用井水，因而造成地下水层移动，同一口井的井水含砷量会 因此而变化，必须随时检测井水的砷含量，由於一个乡镇的井有成千上万，侦测井水含砷 量的方法要简易、精确又便宜，才适合孟加拉的国情。目前的解决方案，就是测量各口井 水的砷含量，将含砷量在安全标准之内的手压抽水机漆成绿色，表示抽出的井水可以饮用 ；不符合安全标准的抽水机则漆成红色，由於砷不会经由皮肤进入身体，所以这些红色井 抽出的水仍可用来洗涤。 孟加拉的慢性砷中毒地区和台湾的西南沿海及兰阳平原有相似之处：都属於河流的三角洲 出海口。北门、布袋、学甲和义竹等地区是八掌溪的出海口，兰阳平原是兰阳溪与冬山河 的出海口，孟加拉则是恒河的出海口。不过在宜兰含砷量高的井水是浅井水，而在西南沿 海则是深井水，这是因为地下水层的地质构造与成份不同的缘故。西南沿海的砷中毒患者 常罹患乌脚病，但在兰阳平原却没有这样严重的患者，这可能是个体易感受性不同造成的 。1950年代的西南沿海居民，生活相当清寒，一家四口一天的副食品往往只有一把白菜、 两块豆腐，而主食是蕃薯签，营养摄取很缺乏。 我们最近的研究发现，营养不良、无机砷代谢差的慢性砷中毒者，各种健康危害的风险比 较高；反之，营养较好，例如血清中的α胡萝卜素和β胡萝卜素浓度较高的人，砷引起的 健康危害会比较低。 无机砷进入人体後，大多会在肝脏中转化成单甲基砷酸，再转变成双甲基砷酸，然後经由 尿液排出。单甲基砷酸转换成双甲基砷酸时，会产生很高的氧化压力。这种氧化压力会造 成DNA突变或基因不稳定，因而产生癌症或血管病变。在乌脚病流行地区取得的膀胱癌检体 ，其染色体异常的状况，要比非乌脚病地区来得严重；此外，砷也会造成人类白血球的染 色体异常。血液含砷量高的人，抗氧化的能力也会降低。生活在慢性砷中毒地区的人，应 该多食用绿色蔬菜，以增加体内的抗氧化能力。由於医疗科技进步，现在治疗乌脚病的方 法，除了截肢之外，还有比较非侵袭性的疗法。例如，血栓清除术可以处理血管阻塞，让 血液恢复流通；或是服用药物，减少血液的凝集。 除了孟加拉之外，亚洲的中国、菲律宾、蒙古、泰国、东欧的罗马尼亚、南美的智利、阿 根廷、墨西哥等国，都有发现饮用水引起砷中毒的案例。这次孟加拉的砷中毒事件，与人 口成长及环境开发有密切相关。孟加拉人口成长快速，大片森林砍伐殆尽，不仅无法维护 洁净水源，也没有燃料将水煮沸饮用，因此才会凿井使用比较没有细菌污染的地下水，孰 料许多井水却都含砷量过高，而造成中毒。在1950年代以前，台湾兰阳平原河水水源充足 ，不需要用到地下水，但是都市化的蓬勃发展，地面水不再足够使用，进而开采地下水， 才会引发砷中毒事件。人类为了求生存和繁荣，一直在破坏自然环境和生态平衡，这是不 得不然的进步代价，还是仍有可能取得永续发展的机会呢？在人类的文明历程中，一定得 消耗这麽多自然资源与宝贵能源，以致造成全球暖化、气象骤变、水源枯竭等自食恶果的 危机吗？这实在是值得我们深思的课题。 【本文转载自科学人2004年9月号】 --

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