美国五大湖，是如何变脏的？
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NO.1689-美国五大湖变脏
作者：斯文的樊学长
制图：孙绿 / 校稿：猫斯图 / 编辑：孙绿
工业革命划时代地提升了人类改造自然的能力，让人类社会第一次出现了稳定的，年均超过1%的经济增长。
与增长相伴的是生活水平的整体提升，以及社会习俗、文化、政治、社会结构等方方面面的变化。
当代巴别塔，没有尽头的人造丛林
（美国-五大湖畔-芝加哥）
（图片：Rudy Balasko / shutterstock）▼
然而现代生活是有代价的。西方国家引领了三次工业革命，步入工业文明的时间更久，在毫无环保观念，相关技术不成熟的时代走了太多弯路，虽然如今是最重视环保的地区，依旧没能还清先污后治的旧账，代价最为明显。
五大湖地区一度是美国制造业的骄傲，而如今则成为环保执行之难，见效之慢的最好例证。
看着是蓝哇哇的
但是按美国的标准，就不太干净了
（图片：NASA）▼
优越的地理条件
五大湖地处北美洲中部，它的形成是一个漫长的过程。
在数十亿年的时间里，地壳运动形成了低地、断层，第四冰期时如今五大湖地区的冰盖厚达千米，地壳不同部分出现不同程度下沉，加速了湖泊的形成。随着冰川退却，冰盖下的泥沙、石块堆积为湖盆。冰川融水出现侵蚀作用并汇集在洼地，加速湖泊的形成，最终年轻的五大湖在几千年前正式形成。
其实沿着古老的加拿大地盾边缘分布着一众大湖
五大湖是其中最庞大的一个
（底图：shutterstock）▼
五大湖集中了地球上21%的淡水资源，占地面积245660平方千米，与英国相当，是朝鲜国土面积的两倍。
五大湖最西面的苏必利尔湖是世界上面积最大的淡水湖，通过曲折的圣玛丽斯河与最中央的休伦湖连接。休伦湖与西南角的密歇根湖被视作两座湖泊，实则连在一起，南部通过圣克莱尔河、圣克莱尔湖与最靠南的伊利湖相连。伊利湖东北角通过尼加拉瓜河与安大略湖相连，继续向东北通过圣劳伦斯河进入大西洋。
五大湖及其沿岸主要城市▼
而巨大的湖泊与狭小的河流导致五大湖的流出量非常小，每年不到总水量的1%。
这相对封闭的环境造就了较为独特的生态。这里有150多种鱼类，其中作为重要经济鱼种的大西洋鲑鱼（三文鱼），将之视为重要的产卵场地。体长可以超过一米八的北美狗鱼，是五大湖的顶级掠食者，也是美国钓鱼佬心中的最终挑战。
威斯康星州老铁手握北美狗鱼
（图片：Kimberly Boyles / Shutterstock）▼
除了鱼类，五大湖特有的甲壳类、微生物至今都没有被彻底探究穷尽。
大湖效应还明显影响了沿岸的气候，夏季湖面温度较低，吸收热量为周边地区降温，冬季湖中央的温度相对高通常不会封冻，西风将湿润的气流吹响岸边，与陆地寒冷干燥的空气相遇后形成降雪。
虽然五大湖本身是个巨大的恒温器
但这里的纬度仍然很高（对齐中国东北）
所以到了冬天还是挺冷的
（三月与八月的五大湖，图片：NASA）▼
自然条件决定了这里相对适宜人类生存，连湖边的印第安人部落都兴旺发达，在五世纪前后神秘消亡，留下大量精美工艺品的霍普维尔文化。欧洲殖民地逐渐扩展到五大湖时，遇到的则是阿尔冈昆人、福克斯人、休伦人、苏族和扩张中被上述部落视为虎狼的易洛魁联盟。
易洛魁、阿尔冈昆只是北美“东北林区土著”的一部分
但很显然，他们的所在离殖民者更近
虽然也在适应、学习甚至扩张，但最终被彻底吞并▼
经过殖民战争、土著内斗和疾病传播，五大湖被美国和加拿大占领。19世纪中叶大量移民涌入五大湖地区，他们利用肥沃而广袤的土地发展农业和畜牧业，大湖周边地区利用冬暖夏凉的大湖效应，甚至出现了水果集中种植区，随着人口集聚加速，商业也随之兴起，大湖区交通便利的地方出现了星星点点的城市。
这并非天山的繁星，而是地上的文明
（图片：NASA）▼
工业化的代价
工业发展需要原材料、廉价的土地、充沛的人力资源、便利的交通，部分工业还需要大量耗水。五大湖区后来成为美国的工商业重镇，并不出人意料。
即使在工业时代之后
水力也是一种重要的能源
毕竟除了能源还能兼顾航运，沿河沿湖很重要
（19世纪末，依赖尼亚加拉河水力的工厂集群）
（图片：Everett Collection / shutterstock）▼
19世纪下半叶，大湖区的农牧产品加工业已经兴起。为了方便农产品的贸易、运输，交通基础设施已经出具规模，且日臻完备。
连接伊利湖和哈德逊河的伊利运河，让五大湖的农产品可以用极低的运费，以超过马车的速度绕过阿巴拉契亚山脉，到达东部地区的集散中心纽约。
原本五大湖地区只能通过加拿大（英）入海
伊利运河将其与纽约相连
纽约-五大湖作为一个整体地位大大提升▼
沟通密歇根湖与密西西比河的运河业让五大湖物产得以顺流直下，途径密西西比河两岸，进入墨西哥湾。城市间公路网、铁路网将大湖区和全国其他地方，特别是水运无法到达的广大西部链接了起来。
这一轮规模宏大的建设也成就了芝加哥的地位
这里既是五大湖与密西西比河流域的连接点
同时也是东西铁路的枢纽所在
（1887年美国铁路网，图片：wikipedia@United States Pacific Railway Commission）▼
逐渐完备的基建让大湖区成为了美国交通的中心。
在十九世纪末，二十世纪初，钢铁产量一度是衡量一国国力的最重要指标，快速成长的美国需要消耗大量钢铁，特别是人口集中的东部地区。经过勘探，人们在苏必利尔湖附近发现了占美国八成的铁矿，阿巴拉契亚山北部靠近安大略湖的地方脉蕴藏着大量煤炭资源，五大湖就成为了远距离运输铁矿石到东部的黄金水道，进而成就了钢铁产量占全美一半的铁路枢纽匹兹堡。
描绘五大湖区铁矿运输线路的地图
（所需铁矿相对煤矿体积较小、运输成本更小）
铁矿从五大湖上游（苏必利尔湖）运至下游
（1902年，美国地质调查局制作）
（图片：波士顿公共图书馆）▼
除了钢铁，五大湖周边还蕴藏着大量金矿、银矿、铜矿、猛矿、铀矿、石灰石和盐矿，在第一代托拉斯企业海量投资的加持下，西起威斯康星州，东至纽约州的大湖区迅速成长为美国最重要的工业区。
如今肉眼可见的铁锈
一百多年前正是冉冉升起的世界工厂
（图片：Wade H. Massie/ shutterstock）▼
五大湖周边对于加拿大的重要性更甚于美国。英法殖民地最早出现在靠近五大湖的东岸，因大湖区气候相对温和适宜居住，是之后数百年历史中英法向殖民加拿大的主流目的地。时至今日，包含大湖北岸的安大略省依旧是加拿大人口最紧密的核心区域。
比如加拿大第一大城市-多伦多
就在安大略湖岸，湖对面就是美国
（图片：R.M. Nunes / shutterstock）▼
只可惜，在工业化早期，人们的环保观念还未形成。五大湖既是两岸居民赖以生存的水源地，又是工业污水和城市污水的排污池。化肥农药普及后，过度施肥打药的问题一度在美加非常严重，化肥和农药通过降水进入地表径流或地下径流，最终进入大湖。
人类早期的污染能力确实看不出多大效果
但工业时代的技术和产能是加速迭代的
环境容量很快就不够用了
（19世纪晚期芝加哥，图片：Everett Collection/shutterstock）▼
大湖水量大，少量污染物会被稀释到安全的水平，并被大湖自净。但是美加的工业化持续了一百余年，大湖占比极低的流出量，又使得日积月累的污染物不易排出。
1913年到1916年美国曾对近岸水域进行调查，却得出了工业污染物不足以影响用水安全的结论。严重滞后于工业发展的环保意识，让两国错失尽早治理的良机。
水好水坏鸭先知，可惜鸭子没有话语权
（图片：Lewis Photo Studio/ shutterstock）▼
先污后治的无底洞
上世纪60年代末欧美国家环保意识觉醒，饮食安全问题备受关注，伊利湖与克莱尔湖渔获检测出汞超标，在民众中引起轩然大波，“伊利湖已死”这样夸张的口号流传一时。
伊利湖如图
（伊利湖岸边，图片：Michael G McKinne/shutterstock）▼
在这一标志性的事件之后，美加两国对五大湖污染问题变得重视，相关研究和合作陆续展开，1972年达成了《大湖区水质协议》，日后逐渐进化成为治理大湖污染的四年计划。
尼克松与特鲁多1972年签署《大湖区水质协议》
（图片：Richard Nixon Presidential Library and Museum）▼
持续了两百年的污染问题不会因为一个协议就得到解决。目前湖中发现了30000种在工业中常见的化合物，有500种对人体具有危害性，其中致癌物芳香烃和能引起基因突变的诱变剂浓度显著较高。
五大湖受污染的程度也各不相同，苏必利尔湖受污染最轻，休伦湖次之，密歇根湖污染较为严重，而历史上工业企业集中，开发时间也最早的伊利湖和安大略湖污染最为严重。
五大湖沿岸“环境压力”分布大致示意
伊利湖和安大略湖的环境压力最大
（参考：《加拿大地理》）▼
工农业污染带来的磷为微生物提供了养料，水温变暖让微生物变得更活跃，伊利湖西部曾经出现过水体变绿、鱼群因为缺氧大量死亡的情况，水华散发的恶臭也严重影响沿岸居民的生活质量，超过1100万人无法安全饮用湖中的水，不少人日常依靠瓶装水、桶装水。
藻类疯狂繁殖（伊利湖）
（图片：Calderson / shutterstock）▼
塑料瓶为首的塑料垃圾如果没有被妥善处理，就会在自然环境中慢慢碎片化直至成为微粒，最终被流水带入大湖。随着去工业化和环保设备的不断迭代，治理五大湖的工业污染更像还旧帐，但塑料微粒这个世界性的问题，在五大湖会变得日益棘手。
可怜鸭
（图片：Aris Harding/shutterstock）▼
越来越多的政府机构和NGO投身于五大湖的环境保护，环保事业资金变得充裕，却带来了严重的低效问题。
毕竟五大湖区是一个跨国地区，所有的环境问题，最后都会变成美加之间的外交问题。两者关系不错，可治理环境需要付出的代价、牺牲，却不是一句“兄弟情深”就能解决的。
再加上两国内部各部门、湖岸各州的推诿扯皮，至今五大湖治理已经有了140个管理和恢复计划，其中大量计划出现重复和冲突。
另外，在政治正确语境下，需要优先照顾的40余个原住民部落也有很多意见要说，数不清的NGO推动环保的同时也各有诉求。
加拿大人民的环保热情是很强烈的
政府还需积极响应
（图片：arindambanerjee / Shutterstock）▼
所以目前，美国政府也并没有能力大刀阔斧地进行治理，主要的努力方向集中在加强水质检测，分财年分河段将治理目标细化，拆除小水坝恢复湿地，及时更新渔获安全等级信息，评估污染物的危害性和影响途径，防止亚洲鲤鱼等入侵物种在五大湖扩散，防止周边农场水土流失等方面。
换言之，美式环保以减少污染危害和预防进一步污染为主，对历史遗留问题也没有太好的解决办法。这当然也比不治理强，目前大湖中渔获的汞含量有所降低，也算治理取得一定效果的例证。
一个工业化已经结束，环保行业兴起较早的国家，经过半个世纪的治理，依旧问题重重，足以证明的先污后治的巨大代价。
美国的环境问题显然不是孤例，更多国家环保行业才刚刚起步，甚至处在污染情况不可知的状态。对于全世界而言，环保都是任重道远的问题。
参考文献：
1.https://www.canadiangeographic.ca/article/pollution-great-lakes
2.https://www.ijc.org/en/boundary-waters-treaty-1909
3.https://www.epa.gov/greatlakes/restoring-great-lakes
4.https://www.waterlogic.com/en-us/resources-blog/the-great-lakes/
5.https://www.epa.gov/sites/production/files/2019-10/documents/glri-action-plan-3-201910-30pp.pdf
*本文内容为作者提供，不代表地球知识局立场
封面图片来自：Randy Kostichka/ shutterstock
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