“没有一个地方叫做‘离开’。”这句话很像格特鲁德·斯坦因会说的，但华盛顿大学大气化学家丹·贾菲坚定地说：我们排入空气中的任何污染物都不会凭空消失。它可能会被稀释、混合或化学转化，但它总会去某个地方。当谈到东亚经济蓬勃发展产生的污染物时，那个“某个地方”通常就是这里，美利坚合众国大陆。
贾菲和一批新型全球空气侦探正在向世界各地的政策制定者传递一个发人深省的信息：二氧化碳是全球变暖的主要驱动因素，但它并不是唯一一种影响全球的工业副产品。每年，太平洋盛行风将数千吨其他污染物——包括汞、硫酸盐、臭氧、黑碳和沙漠尘埃——吹过海洋。其中一些大气垃圾沉降到北太平洋的冰冷水域中，但大部分最终与环绕地球的全球空气污染池汇合。
这些污染物与一系列健康问题有关，包括神经退行性疾病、癌症、肺气肿，甚至可能是禽流感等流行病。当风和天气条件合适时，它们会在几天内到达北美。灰尘、臭氧和碳可以在山谷和盆地中积聚，而汞可以通过大气沉降物被拉到地面，沉积在大片土地上。
污染与生产至少自工业革命以来就一直并存，发展中国家重视经济增长而非环境法规并不罕见。伍德罗·威尔逊国际学者中心中国环境论坛主任詹妮弗·特纳表示，“先污染，后治理”可能是一种普遍态度。然而，当前变化的强度确实是前所未有的。
中国尤其引人注目，因为它突然成为世界工厂，人口众多，以及人口大规模向城市中心迁移；未来10年，将有3.5亿人（相当于整个美国人口）迁往中国城市。中国目前排放的汞比美国、印度和欧洲的总和还要多。特纳说：“中国不同之处在于污染和环境退化的规模和速度。这是世界从未见过的。”
那里的发展远远超出了环境法规的制定。“美国的标准变得更严格，因为我们已经认识到，即使是较低水平的空气污染也会影响健康，尤其是婴儿和老年人，”贾菲说。然而，随着来自亚洲的污染物增加，达到我们新法律规定的更严格标准变得更加困难。
传入的污染引发了一场激烈的国际辩论。美国和欧洲的官员接受了温文尔雅的贾菲的警告，他留着整齐的胡须，夹杂着红灰色，看上去完全像一个严肃的环境监督者。而在中国，自2001年以来经济以每年8%到14%的速度增长，同样的现实却被从不同的角度看待。
中国烟雾弥漫的城市被重工业、金属冶炼厂和燃煤电厂环绕，所有这些对这个快速增长的经济体都至关重要，即使它们向空气中排放数吨碳、金属、气体和烟尘。中国的高速公路上挤满了日益壮大的中产阶级新购的汽车。然而，中国科学院地球化学研究所（一个与政府相关的研究机构）的冯新斌说，“把所有责任都归咎于中国或亚洲是不公平的。”他指出，世界所有地区都排放污染物。而且大部分排放物都来自为西方消费而生产的产品。
我们与中国的经济联系占据了所有头条新闻，但贾菲的研究表明，我们在环境上也与这个世界上发展最快的国家紧密相连。
丹·贾菲从小就担心空气污染。在波士顿附近长大时，他喜欢在当地湿地钓鱼，在那里他第一次了解了酸雨。“我有一个很棒的科学老师，我们在蓝山地区做了一个项目。我们发现湖水的酸度正在上升，”他回忆道。这位初出茅庐的环境调查员开始与新英格兰各地的渔民聊天。“那些老渔民告诉我，湖里曾经有很多鱼，现在都消失了。这促使我思考，当我们燃烧化石燃料或倾倒垃圾时，它不可能只是去了别处。”
到1997年，贾菲住在西雅图，他的兴趣发生了转变：到达他城市的污染是否是从别处吹来的？“我们预感污染物可能会被带到大洋彼岸，我们有卫星图像可以证明这一点，”贾菲说。“我们注意到亚洲的上游邻国发展非常迅速。我问了一个问题：我们能看到那些污染物飘到美国吗？”
贾菲的同事们认为，足以显著影响美国空气质量的污染物浓度能够跨越数千英里的太平洋旅行是不太可能的；他们预计他只会发现微不足道的痕迹。尽管他们持怀疑态度，贾菲还是着手寻找证据。首先他收集了必要的设备。测量一氧化碳、气溶胶、二氧化硫和碳氢化合物的设备都可以现成购买。他将设备装载到一些大学卡车上，然后前往学校在奇卡峰的气象观测站。这座小山位于西雅图西北部，开车需要五小时的艰苦行程，但它也以北半球最干净的空气而闻名。他认为，如果在西风从太平洋吹来时测试这片据称原始的空气，亚洲污染物可能会显现出来。
贾菲的监测器迅速捕捉到了一氧化碳、氮氧化物、臭氧、碳氢化合物、氡和颗粒物的证据。由于来自北美的空气不可能在西风吹拂下污染奇卡峰，下一步是确定污染物的真正来源。贾菲在大气环流模型中找到了答案，这些模型是在地球成像卫星数据帮助下创建的，让他能够追溯污染物的时间轨迹。他两年后发表的一篇论文简洁地总结了他的结论：当“轨迹源自亚洲时，污染物都统计学上显著升高。”
美国环境保护署的官员注意到了这一点，到1999年，他们开始打电话给贾菲进行交谈。然而，他们并不是讨论气溶胶或碳氢化合物，尽管这些污染物也令人担忧。相反，他们对贾菲在他的空气样本中没有寻找的污染物感兴趣：汞。
汞是一种常见的重金属，在地表固体物质中无处不在。当它被困住时，对人类健康几乎没有影响。但每当金属被冶炼或煤炭被燃烧时，一些汞就会被释放出来。它进入食物链并深入海洋扩散。最终它会进入鱼类、大米、蔬菜和水果中。
当无机汞（无论是来自工业还是自然）进入潮湿的土壤或水道时，硫酸盐还原细菌开始将其转化为一种有机且更容易吸收的化合物，称为甲基汞。当微生物消耗甲基汞时，这种金属会积聚并沿食物链向上迁移；这就是为什么最大的掠食性鱼类（例如鲨鱼和剑鱼）通常具有最高浓度的甲基汞。美国人血液中发现的汞有十分之九是甲基汞形式，而且大部分来自鱼类，尤其是太平洋鱼类。美国所有汞暴露中约有40%来自受污染的太平洋金枪鱼。
对于孕妇来说，甲基汞可以穿过胎盘，对胎儿大脑发育产生负面影响。哈佛大学流行病学家菲利普·格兰德让（Philippe Grandjean）是早期发育期间化学品暴露风险的权威专家，他说，胎儿接触的其他污染物也可能产生毒性效应，“可能导致神经、免疫和其他疾病”。产前接触汞和其他污染物可能导致儿童智商降低——即使在如今美国禁用含铅涂料和含铅汽油后达到的较低水平下也是如此。
在成年人中，加州大学洛杉矶分校神经科学研究员丹·拉克发现汞暴露量惊人地增加。他分析了疾病控制与预防中心收集的6000名美国女性的数据，发现人群中汞浓度随时间增加。尤其值得注意的是，拉克在2005-2006年测试的女性中，30%的血液中检测到无机汞（非海鲜来源的汞），而六年前测试的女性中只有2%。拉克补充道：“汞的神经毒性是无可辩驳的，而且有强有力的证据表明它与阿尔茨海海默病、帕金森病和肌萎缩侧索硬化症有关。”
旁证强烈指向中国是汞的主要来源；产生贾菲在奇卡峰所见污染物的工业过程也应释放汞。然而，他无法从他的数据中证明这一点。为了确认中国与此的联系，并了解污染的确切来源，研究人员必须获取中国境内情况的快照。
最早在中国实地考察的科学家之一是戴维·斯特里茨，他是伊利诺伊州阿贡国家实验室的高级能源与环境政策科学家。在20世纪80年代，他站在酸雨研究的最前沿，在90年代，他作为政府间气候变化专门委员会的一部分，将注意力转向二氧化碳和全球变暖。斯特里茨大约在15年前开始关注中国的排放，此后他成为了一位备受瞩目的专家，他曾帮助中国政府在2008年奥运会前清理北京烟雾弥漫的天空。
然而，斯特里茨认为这项努力很重要，因为中国是人类产生汞的两个最大贡献者——金属冶炼和煤炭燃烧——的重灾区。冶炼设施加热金属矿石以消除污染物并提取所需的金属，如锌、铅、铜或金。不幸的是，汞是其中一种常见的污染物，加热过程使其以气态形式逸散到大气中。同样，煤炭含有微量汞，在发电厂燃烧时会被释放出来。
斯特里茨首先研究了中国国家统计局的报告。中国的各省向中央政府提供详细的工业生产数据：他们燃烧了多少煤炭，生产了多少锌等等。“中国非常擅长制作统计数据。它不总是百分之百可靠，但至少是一个开始，”他说。这些统计数据帮助中国政府监测经济，但对斯特里茨来说，它们也量化了中国富含汞的原材料。
统计局的数据告诉斯特里茨可能排放的汞总量，但他还需要知道实际进入空气中的量。为了获得这些信息，他求助于污染侦探——一群他在会议上认识的专业联系人，以及在他实验室度过时光的研究生。大多数时候，中国工厂将这些“间谍”拒之门外。“工厂主一无所获，却可能损失惨重，”斯特里茨说，“他们担心结果会泄露给政府。”
然而，斯特里茨的一些内线人员通过保证数据保持匿名而得以进入。一旦进入，他们就提取原材料样本——例如冶炼设施中的锌矿石——并在烟囱中安装化学检测器。经过几天的数据收集，他们将信息传递给斯特里茨。
斯特里茨收集的统计数据远非无懈可击。工厂工头和地方官员并非不会提供虚报数据以使自己看起来更具生产力，而那些愿意让他的检查员进行测量的经理往往是那些没有什么可隐藏的人。“仍然存在很多不确定性，”斯特里里茨承认，“但我们比以前了解得更多了。”
2005年，斯特里茨和他的团队报告了他们对1999年中国人为汞排放量的首次统计。科学家们估计该年的排放量为590吨（美国排放了117吨）。其中近一半来自金属冶炼——特别是锌，因为其矿石中含有高浓度汞。燃煤电厂占中国汞排放量的另外38%，而且这个比例可能还在上升。据英国气候官员约翰·阿什顿称，直到2007年，中国每周还在新建两座发电厂。
斯特里茨的团队随后发表了一份报告，估计中国2003年的汞排放量已跃升至767吨。“中国的汞排放量每年增长约5%至6%，”他说，“这几乎是无可否认的。”
斯特里茨已经表明中国正在大量排放汞，但他仍有一个很大的不确定性：汞在空气中的旅程中发生了什么？寻找答案的任务落在了汉斯·弗里德利（Hans Friedli）身上，他是在国家大气研究中心（NCAR）工作的化学家，曾在陶氏化学公司工作了33年。弗里德利找到了他自己进入污染取证这个神秘世界的方法。早在20世纪90年代初，与他邻居（一名NCAR科学家）的一次谈话激发了他对野火的兴趣，野火是汞排放的主要来源。到1998年，他在NCAR从事全职毒素追踪工作。
亚洲地区汞排放量巨大（不仅来自工业，还来自火山、野火和沙尘暴），这引起了弗里德利的兴趣。中国绝不会允许他在其领空进行空中研究，但在2001年，他听说在日本、韩国和中国沿海进行的旨在追踪来自大陆的尘埃颗粒的研究飞行。弗里德利说服研究团队带他一起测量大气中的汞浓度。在2001年4月，19名研究人员、教授和研究生乘坐一架改装了19种测量一氧化碳、硫和臭氧等污染物仪器的宽敞退役海军C-130飞机进行了16次飞行。
在每次飞行中，弗里德利都坐在他的工作站前，等待他的汞传感器的读数：一个吸入空气并将其导入飞机内一个金盒的进气阀。空气中的任何汞都会被金吸收。每隔五分钟，仪器就会迅速加热金，释放出任何被困的汞。
地球表面附近富含汞的空气羽流与其他污染物混合在一起，但在2万英尺高空，弗里德利发现了浓度极高的汞羽流向东飞向北美。他得出结论，这些羽流一定至少环绕了整个地球一次，释放了更多转瞬即逝的污染物，如一氧化碳，从而使汞更加突出。
弗里德利急于追踪亚洲汞羽流的踪迹，他将目光投向太平洋彼岸，即美国西海岸。在2002年进行的一系列11次研究飞行中，他发现了一股羽流，它与他一年前在中国附近发现的羽流非常相似。具体来说，这股羽流的一氧化碳与汞的比例，就像是来自同一来源气体的指纹。
弗里德利探测到的只是更大图景中的一个细节。汞羽流会在纬度和海拔上摆动，或者在某个地点停留数天。来自中国——以及来自美国，甚至来自每个工业国家的排放——滋养了一个气流网络，这些气流作为“机会均等”的污染者，将有毒汞散布到世界各地。
借鉴弗里德利和斯特里茨的研究成果，贾菲重新审视了他的数据。如果汞来自中国，他应该能够检测到，然而他在奇卡峰的作业没有显示出这样的信号。通过飞机进行侦察，他明白了原因。山顶海拔1500英尺，位于汞羽流线以下。为了寻找更高的观测点，他选择了俄勒冈州中部一个海拔9000英尺的滑雪胜地巴彻勒山。
2004年冬末，贾菲和他的学生们裹着厚重的羽绒服，顶着凛冽的寒风，乘坐缆车将他们和昂贵的设备运送到山顶。在山顶小屋里，他们安装了一个小型电脑实验室，并向外延伸管道吸入空气。那年晚些时候，他们在日本冲绳进行了类似的实验。
回到华盛顿后，他们将对空气中汞的分析与显示风流的卫星数据进行了比对。“我的假设是，我们会在巴彻勒山和日本看到相同的化学物质，包括相同的汞与一氧化碳的比例，”贾菲说。数据显示出完全符合预期的相似性。“这对我们来说是一个真正的‘啊哈’时刻，因为这两个区域的相似度惊人。”
这是首次有人明确识别出美国空气中的亚洲汞，而且数量惊人。贾菲测得的水平表明亚洲每年排放1400吨。贾菲说，这个结果让许多科学家震惊，因为“他们仍然无法理解污染的规模和中国工业的肮脏程度。”他们才刚刚开始理解汞问题的全球性质。
多年来，贾菲的巴彻勒山观测站也监测了许多其他飘过太平洋的有害污染物。一大类是与肺部和心脏疾病相关的硫酸盐。当二氧化硫从中国的燃煤和燃油烟囱排出时，它会在空气中转化为硫酸盐。“硫酸盐是水溶性的，相对较快地从大气中清除，形成降落在中国、韩国和日本的酸雨，”贾菲说。然而，一些硫酸盐仍然留在空中，飘到这里并导致西海岸的烟雾。
来自亚洲的最大污染物，至少从纯粹的质量来看，可能是来自该地区不断扩大的沙漠的尘埃。“这不是一个新现象，”贾菲说，但由于管理不善的农业造成的森林砍伐和沙漠化，情况变得更糟。大约每三年，中国就会发生一次巨大的沙尘暴，将巨大的尘埃云吹过太平洋。“我们可以肉眼看到它，”贾菲说。“它通常会持续大约一周。我们试图量化它对这里颗粒物负荷的贡献，每年平均略低于美国标准的10%。这是一个相当大的量。”
中国的沙尘甚至遮蔽了美国国家公园的景色，即使是在东海岸也是如此。沙尘量变化很大，偶尔会达到罕见的极端高峰。记录到的最高水平是2001年的一次沙尘事件。“它在西海岸的几个地点达到了美国空气质量标准的大约三分之二，”他报告说。台湾的一项研究追踪了亚洲沙尘暴下游的禽流感疫情，发现流感病毒可能通过含有沙尘的空气进行长距离传播。
或许最反常的传播污染物是臭氧，它通常与城市地表污染相关。贾菲解释说，来自亚洲汽车和工业的挥发性有机化合物、一氧化碳和氮氧化物在跨越太平洋时在大气中混合，并在阳光下转化为臭氧，这是烟雾的主要成分。当高浓度臭氧的空气抵达北美时，它可能带来城市烟雾的典型危险：心脏病、肺病和死亡。
贾菲最近共同撰写了一篇关于亚洲臭氧进入美国的论文。该研究发现，每年春天，北美西部的臭氧水平都会缓慢上升。“当空气来自亚洲时，这种趋势最强劲。这是铁证如山，”贾菲说。“增加量估计为每年0.5 ppb。但这太大了。10年就是另外5 ppb。假设美国环保署命令减少5 ppb，我们实现了，然而，由于不断增长的全球污染池，10年后这个成果就会被抵消。我们将不得不继续减少排放才能维持现状。”
贾菲侦探工作的深层信息不应令人感到惊讶：全世界的大气是相互连接的。人们在二氧化碳或腐蚀臭氧层的化学物质方面已经接受了这一概念，但贾菲发现，他们仍在努力接受这一现实，即它适用于一般的工业污染物。
事实上，这些污染物是每个人的责任，而不仅仅是中国的。美国环保署估计，美国燃煤电厂排放的汞中只有四分之一沉积在美国本土。其余的进入全球循环。反之，目前的估计是，美国境内所有汞沉积中，不到一半来自美国来源。
话又说回来，美国在过去半个世纪里为改善自身状况付出了巨大的努力。中国仍然更侧重于生产。为了推动其经济繁荣，中国已成为风力发电的先行者，但也开始从世界各地市场大量采购煤炭。斯特里茨最近估计，中国用于发电的煤炭使用量在未来十年将增长近40%，从去年的12.9亿吨增至2020年的17.7亿吨。这意味着更多的污染即将到来。
“这是一个典型的公地悲剧，”贾菲说，他指的是一种困境，即个人为了自身利益行事，耗尽共享资源。“如果20个人在同一个池塘里钓鱼，没有捕捞限制，那么你就会尽可能多地捕捞，因为几周后它就会空了。没有人有动力去保护，污染也是如此。”
全球汞循环的发现强调了制定国际条约以解决此类污染物的必要性。在联合国的主持下，谈判至少已经开始。贾菲、斯特里茨和中国的冯新斌现在是联合国环境规划署全球汞大气传输和归宿研究伙伴关系的顾问，该伙伴关系为2009年提出的联合国汞条约提供了数据。
关于某些污染物，中国已采取重要措施。例如，最近的政策鼓励在发电厂中采用脱硫和其他过滤技术。但说服发展中国家积极应对汞问题，可能至少与动员它们应对碳排放一样艰难。“这不被认为是一种需要在国家层面紧急控制的污染物，”冯说。“当你们有机会工业化时，你们排放了如此多的汞和其他污染物，这不公平。你们有200年的时间，现在你们想阻止其他国家发展。”
“我们需要关注，”贾菲以他低调的方式反驳道，“没有地球B。我们都生活在下风口。”
污染之路
这幅美国国家航空航天局（NASA）的东亚卫星照片记录了工业污染物进入大气后常见的路径；在此过程中，韩国和日本可能会受到中国硫酸盐排放导致的酸雨。插图地图是2004年4月亚洲汞排放穿越太平洋的模型，海拔2万英尺，当时大气化学家丹·贾菲正在巴彻勒山（最高浓度区域显示为红色）检测到显著的汞读数。该模型表明，亚洲汞最快可在四天内抵达北美西部。像这样的卫星图像和大气模型帮助贾菲演示了中国排放的汞和其他污染物如何进入一个复杂的气流网络，从而将污染物散布到全球。
中国的绿色军团
2009年9月，富国公司在上海拥有的一个皮革厂举办了一场出人意料的开放日活动：邀请居民、记者和环保组织讨论该公司的空气污染违规行为。在一个长期以保密和无视环境著称的国家，几年前这样的活动是闻所未闻的。但该公司是受到了新兴的中国环保组织的压力，这些组织报告了该工厂的违规行为，并引起了富国公司最大的客户之一——美国鞋服销售商添柏岚的注意。
面对生态危机，中国政府正在缓慢地制定新的环境法规，但真正执行这些法规的，是中国日益壮大的绿色运动。“环保行动导致了更积极的污染控制行动，”伍德罗·威尔逊国际学者中心的詹妮弗·特纳说。
绿色运动得到了中国经济底线的支持。据估计，中国每年因污染损失约8%的财富，其中包括酸雨毁坏的庄稼到空气和水质差导致的不断上升的医疗费用。鉴于危机的规模清晰可见，一个以监禁活动家而臭名昭著的政府正在允许环保人士发挥积极作用。
目前，中国有超过3500个环保组织具有合法地位。虽然那里的活动家不像欧洲或美国同行那样直言不讳，但他们通过鼓励透明度和向地方政府和行业施压以遵守新的国家法规而产生了影响。通过一项名为“绿色选择联盟”的计划，环保组织公布违反环境法规的公司名单，并提供第三方审计服务，如果公司选择整改。去年，在环保组织的监督下，独立审计师发现富国上海皮革厂已纠正了其主要违规行为并减少了气体排放。
2005年至2009年，中国二氧化硫排放量削减了2200万至2550万吨。显然还有很长的路要走，但特纳表示，这些组织将迫使政府继续施压。“中国面临的挑战令人难以置信，”她说，“但这些组织正在将政府推向正确的方向。”——安德鲁·格兰特
