今年，我們星球上飽受摧殘的海洋一直佔據著新聞頭條，充斥著關於漁業崩潰、入侵物種、塑膠汙染等令人沮喪的報道。但是，當夏季狂歡者成群結隊地湧向海灘時，一個較少被公開的問題卻與我們息息相關。
坦率地說，問題是糞便。糞便汙染——主要來自未經處理的汙水——正在汙染從墨西哥灣沿岸到五大湖的大片休閒水域。
在不安全的水域游泳會導致喉嚨痛和腹瀉，以及更嚴重的疾病，如腦膜炎和嚴重胃腸炎。最近的研究表明，經過多年的下降，微生物性胃腸道疾病的死亡率正在上升。“休閒性暴露顯然在導致這些疾病中起作用，”美國環境保護署的流行病學家麗貝卡·卡爾德隆說。
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根據自然資源保護委員會的一項研究，2002年，汙染導致超過12,000次海灘關閉和警告——13年來第二高。（2001年的數字略高，主要是因為2002年的乾旱條件。）報告指出，“禁止游泳”天數的持續上升部分反映了更好的測試標準，但科學家們對於如何最好地監測汙染和警告游泳者存在分歧。
多年來，標準分析一直基於大腸菌群——一種細菌，可以估計樣本中糞便的含量。大多數官員每天採集一個水樣，然後在細菌水平超過特定值時在海灘上張貼警告標誌。
“這是一個有缺陷的系統，”北卡羅來納大學教堂山分校的環境微生物學家馬克·索布西觀察到。由於細菌必須培養，分析可能需要24小時或更長時間。“我們仍然處於這種困境中，即對已經來去匆匆的水做出決定，”他評論道。
為了協助州和地方官員開展監測計劃，美國環保署於2000年10月推出了《海灘環境評估和沿海健康（BEACH）法案》。《BEACH法案》的目標之一是促進“快速指標”的開發，以幾乎連續地測量水質。“顯然，人們希望在10秒或更短的時間內完成，但我們認為這很不現實，”美國環保署國家暴露研究實驗室的阿爾·杜福爾說。“我們設定了一個任意的目標：我們將嘗試在兩小時或更短的時間內測量水質。”
許多符合這一標準的新技術目前正在各種環境中進行測試，大多數專家都認為這是朝著正確方向邁出的一步。但最近的研究表明，快速指標可能並非萬能藥。
加州大學爾灣分校的斯坦利·格蘭特分析了加利福尼亞州亨廷頓海灘的警告錯誤。他的研究結果發表在5月1日出版的《環境科學與技術》雜誌上，表明即使樣本週轉幾乎是瞬時的，海灘警告的錯誤率仍然會很高。格蘭特的研究指出一個更根本的問題：當前的“二元”諮詢方案——其中要麼張貼警告標誌，要麼不張貼，沒有給公眾提供進一步的資訊——本質上是容易出錯的，他斷言。他建議轉向“模擬”系統，類似於城市地區用於釋出臭氧警告的系統，將海灘評為“A”到“F”的等級。
其他研究人員對快速指標保持信心。南加州沿海水資源研究專案執行主任斯蒂芬·韋斯伯格同意格蘭特的觀點，即如果官員每天只採集一個樣本，那麼減少採樣時間幾乎沒有用處。“但是，如果你早上取樣一次，然後立即得到結果並發現水平很高，你可以在中午之前在不同的地方再次取樣五次，”他反駁道。韋斯伯格和索布西是最近一份國家研究委員會（NRC）關於水傳播疾病指標的報告委員會的專家之一。該報告強調了快速指標的重要性，但將其置於海灘監測的三階段方法中。
第一階段只是一個早期預警，可以透過快速且廉價的汙染檢測技術來實現。“你不需要太多的特異性，”韋斯伯格解釋說。“你可以有一些假陽性，但你不想有很多假陰性。”假陰性意味著人們正在被汙染的水中游泳。
NRC框架的第二階段——確認——需要更多的工具來將問題置於公共風險環境中。“總是，這意味著人類健康或流行病學研究，在其中量化人們因游泳而生病的風險，”索布西說。他提倡效仿歐洲科學家的做法，並引用了1990年代英國研究人員進行的一項研究，他們在水中製作了一個網格並連續取樣數天，同時測量特定游泳者的水質和暴露水平。
卡爾德隆報告稱，美國環保署目前正在與疾病控制和預防中心合作開展此類研究。國家休閒水域流行病學和環境評估（NEEAR）研究正在將來自快速指標的資料與海灘遊客訪談相結合，以更清楚地瞭解水質與人類健康之間的聯絡。到目前為止，研究人員已經研究了密歇根湖和伊利湖的兩個淡水海灘，但資料仍在等待分析。
在NRC框架的第三個也是最後一個階段，重點轉移到確定問題的原因以及如何解決它。這個階段要求調查人員使用遺傳技術來區分人和動物來源，這可以指示不同的汙染源。例如，韋斯伯格指出，如果檢測到人類來源，則很可能來自洩漏的汙水管道。查明來源也很重要，因為動物糞便可能比人類糞便毒性低，儘管這一點尚未得到充分證實。“並不是說我們建議你想在鳥糞中游泳，”韋斯伯格說。“但從長遠來看，我們可能會處於能夠設定不同標準和調整我們的警告系統的位置。”使用複雜的遺傳資訊庫快速區分人和動物來源的工具仍然遙遙無期。然而，一種更簡單的方法可能是測試樣品中的病毒，而不是對來源生物的DNA進行測序。杜福爾解釋說，發現人類病毒將自動排除動物來源。
詳細瞭解汙染源也可能為預測汙染事件的模型鋪平道路。格蘭特今年春天的研究指出，亨廷頓海灘的汙染水平在漲潮時始終較高，長期以來，降雨一直被認為是海洋水域出現問題的良好預測指標。“幾乎總是，數字在下雨時會急劇上升，”索布西說，因為風暴往往會淹沒汙水系統。
美國環保署已經組織了一個由研究人員組成的小組，開發一個預測系統，旨在使官員們在問題出現前一天就做好準備。“這[將]遠比我們目前所處的‘我可以告訴你明天你今天遊的是什麼’的情況要好得多，”卡爾德隆斷言。但是，一個準確的預測系統真的只是一個白日夢嗎？杜福爾說不：“畢竟，想想天氣預報員；他們一直在變得越來越好。”
傑森·戈爾斯常駐紐約州北部。