上善若水。水善利萬物而不爭，處眾人之所惡。
——老子
人類需要水，就像需要大氣中的氧氣與土壤種出的食物。在人類歷史的大部分時間裡，我們對水的需求僅止於飲用。但過去幾千年來，人類還用水灌溉農作物、排放廢棄物、清洗我們的身體與所有物品，近年更利用水為工廠與機械供電。不論是個體與社會都花費相當大的精力來確保供水無虞，特別是從摩洛哥到中亞的乾燥地帶。在現代工業化、大量使用能源與都市化的浪潮下，每個社會都需要更多的能源來移動及控制水源。但與此同時，也使用、浪費並污染了更多水源，而且更為徹底。所有社會的健康、財富與安全，均依賴於是否能在適當的地點、適當的時間取得足夠的清潔水源供應，而無須在過程中造成太大損失。追求財富與安全的過程中不免會污染水源，常使上述任務更加複雜。成功的話不能保證什麼，除了適當的水源以外，健康、財富與安全還需要許多其他條件；但若失敗，卻一定會造成健康受損、經濟疲軟。雖然各界並不總是這麼認為，但水源管理在過去的確是一項重大的技術與政治挑戰。
水的基本面
地球是由水所組成的星球，是太陽系中唯一有液態水存在的地方。柯勒律治（Samuel Taylor Coleridge）曾經在《老水手之歌》（Rime of the Ancient Mariner）中寫道：「水，四周都是水，但無一滴可飲。」這描述可以說相當接近地球的狀況。
在體積達14億立方千米的水文圈中，超過97%為海洋中的鹹水。[1]所幸對人類而言，由於太陽造成海水淡化與淨化的機制，每年會有約50萬立方千米的海水以雨水或雪的形態落在地球上。這是全世界淡水儲量的來源。現在其中多數（69%）都存在冰帽與冰河中，幾乎全數都在南極；剩下的幾乎（98%）都在地底含水層深不可及處。[2]全球淡水僅約1%（約9萬立方千米）位於湖泊與河流這些容易取水處。其中又有1/4位於西伯利亞的貝加爾湖（Lake Baikal）。還有少量淡水位於永凍帶的大氣圈中及生物體內。
全球的可再生淡水流量，略低於整體淡水儲量。在各洲大陸，儲存的雨水比蒸發的還多，差別在於全球的河流徑流（約每年4萬立方千米）。這其中有2/3在洪水中流失，因此每年約有1.4萬立方千米的水量可供日常使用。這相當於每人每年有超過2000立方米，數量相當充足。但全世界水源的分配並不平均。有20～30個國家（大多在非洲或亞洲西南部）不到這個數字的一半，且以水文學家的傳統測量方式來說是屬於缺水狀態。南美洲每人平均分得水量為亞洲的10倍，非洲的5倍。一年當中的水量分佈也不平均，因此許多地方在某些時期不是（人類用）水太多就是水太少。乞拉朋齊（Cheerapunji，位於印度東北阿薩姆邦）是世界上第二多雨的地方，夏季雨量約有9000毫米。每年當中約有6個月水量供給充足，甚至可以說超量。但剩下6個月情況往往並非如此。[3]淡水分佈不均，加上長途運輸所費不貲，水源供給已成了人類事務的一大約束。為解除這方面的問題，許多國家均投入大量資金。
全球水源的使用與供給
在水源使用的歷史上曾出現許多變化，但有件事情是永遠不會改變的。現代跟過去一樣，人類使用水源主要是為了灌溉。大部分歷史悠久的社會與帝國，都是奠基於對水源的掌控，其中尤以河水為甚。埃及、美索不達米亞、印度與中國文明都建構在灌溉、河運之上，並使用河水來稀釋與帶走有害廢棄物。熟練的水源管理還支撐了安第斯山與美洲中部的文明。人類用水灌溉已有9000年歷史，用來帶動磨坊也有2000年之久。現在我們還需要水的工業用途，例如水力發電，還有各式機械的冷卻與清潔。當然我們還需要水來飲用並稀釋廢棄物。根據水文學家的說法，我將水源用途分為三大類：灌溉、工業與都會。
水源史上絕對可以確定的一件事是，目前人類用水量遠遠超過以往。1700年全球約有7億人口，淡水總用量可能達110立方千米，其中90%用作灌溉，且幾乎全數用於亞洲。表4.1大致列出了1700年以來的用水量變化。
如果這些數字確實無誤，1990年淡水用量約為1700年的40倍。僅在20世紀，用水量就暴增9倍。增加的部分大多因為人口增長，同期人口增加約4倍。這表示20世紀90年代人均用水量，為1900年兩倍再多一點兒。[4]在世界上較為富庶的地區，20世紀70年代後部分受反污染法規影響而提高水源使用效率，水源的使用開始趨穩。在美國，用水總量在1980年左右達到高峰，儘管同期美國人口增加約4000萬，截至1995年用水量減少了1/10。[5]
表4.1 全球淡水估計值（1700年至20世紀90年代）
數據源：根據L』vovich and White 1990及Shiklomanov 1993
注a：因為四捨五入，每年百分比加總並不等於100%。我去除了Shiklomanov水庫的部分，因為規模不大且在1970年之前均可忽略。
注b：此為預估值。
20世紀全球水源需求大幅增長，但20世紀90年代的水源用途與需求地區，與1900年相比仍沒有太大改變。雖然工業與都會用水增長，灌溉仍然為用水大宗。從表4.2來看，各洲水源用量的分配似乎更為穩定。就像1900年時一樣，亞洲使用的水量比其他各洲總和還多。這並不令人意外。亞洲人口比其他大陸總和還多，擁有全球將近1/3的河流徑流。各洲大陸用水量分配唯一的明顯變化，就是20世紀前半期北美消耗量增加，還有1950年後南美用水量小幅增加。然而在這兩個地區，水源使用模式有了很大的改變，其中有部分原因就是城市的崛起。
表4.2 各洲大陸水源使用分配（1900—1990）
數據源：根據L』vovich and White 1990及Shiklomanov 1993
注a：因為四捨五入，每年百分比加總並不等於100%。
都會用水
城市向來面臨取得適當飲水與稀釋廢棄物用水這兩個難題。最簡單的方法——把廢棄物排至最近的水道，並從中取水飲用——只能用在人口稀少且水源豐富之地。人類歷史初期就出現了更為複雜的方法，也就是把飲用水與排廢用水分開。但如果失敗就會導致都會居民死亡或提早死亡。19世紀末有關瘧疾（19世紀50年代）與傷寒（19世紀80年代）傳染途徑的新知，讓各界注意到都會水質的重要。伊斯坦布爾這個缺乏淡水的古老城市，還有水量豐沛的新城市芝加哥，它們的故事便突顯出都會水源供給與都會污水的問題。
伊斯坦布爾（舊名君士坦丁堡，之前稱為拜占庭）長久以來便擁有先進的供水系統。它的位置雖極具戰略重要性，但淡水供給也因此非常有限，只有一條流入古老港口金角灣（Golden Horn）的河流，導致這座城市的居民很容易污染水源供給，使其不適合飲用。清潔水源的缺乏限制了這座城市的發展。古羅馬與拜占庭時期的工程師建立了水壩及溝渠，並挖掘巨大蓄水池來解決問題。1453年奧斯曼土耳其帝國佔領這座城市並以其為首都，在此建造更多渠道，其中多數建於16世紀伊斯坦布爾大幅擴張期間。伊斯坦布爾的供水系統多為當時最偉大建築師錫南（Sinan）所設計。利用這套系統，伊斯坦布爾可自20～30千米外取得用水，進而成為公元1600年之前全世界最大城市之一。[6]20世紀它的發展幅度更大，因此需要更多供水。
結果，雖然部分奧斯曼時代的系統仍在使用當中，但是1923年從奧斯曼帝國灰燼中崛起的土耳其，建造了好幾座新水壩與許多水管，將伊斯坦布爾的範圍延伸到120千米以外。20世紀20年代，這個嶄新的共和國將首都遷至安卡拉。但到了20世紀50年代，土耳其全國人口的快速增長與鄉村人口外移，使伊斯坦布爾每年膨脹10%。大部分新來乍到的居民，在城市邊緣自行建屋居住，生活在沒有水管或下水道的環境中。20世紀60年代與70年代，這些屯墾區向四面八方擴散，最後終於累積了足夠的政治力，要求政府接通市內的供水與下水道系統。1980年之後，伊斯坦布爾（人口將近千萬）大量取用博斯普魯斯海峽亞洲這一側的水源，經由水管從海底接運。但到了1990年供水仍舊不足，夏季常需節約用水。[7]正如世界上的許多城市，如何因應都會擴張並維持水源供給，持續困擾著有關當局以及必須靠有限水源度日的老百姓。
芝加哥這個年輕城市，則建立在全球最大湖泊之一的基礎上。但它也在19世紀因為快速擴張而出現水源問題。芝加哥人將廢棄物丟入湖畔與芝加哥河（流入密歇根湖），污染了水源供給。1848年，3萬名芝加哥人丟進河流與湖泊的廢棄物造成的問題不大，但當南北戰爭後城市人口暴增，以前的處理方式就必須改變。市府當局不斷加長通往湖區的水管，企圖汲取未曾被城市污染的水源，但管線增設仍然趕不上芝加哥的快速增長。直到1900年，芝加哥因此爆發傷寒疫情。僅在1885—1886年，芝加哥附近有9萬人（包括全市人口的12%）死於水源相關疾病。1891—1895年，每年約有2萬名芝加哥人罹患傷寒。這次疫情引發美國史上僅次於巴拿馬運河的工程計劃：芝加哥都會衛生特區改變了芝加哥河與卡拉麥特河（Calumet River）的流向，因此到了1900年，這兩條河不再流入芝加哥的引水供應系統，而是直接流向伊利諾河，並順流而下進入密西西比河。因此芝加哥的污水，包括來自全球最大牲畜屠宰場的動物內臟，再也不會威脅到芝加哥人，而是漂到喬利埃特（Joliet）、聖路易斯及新奧爾良。傷寒及其他借由水傳播的傳染病因此成為歷史。《紐約時報》還以頭條刊出這則新聞：「芝加哥河水恢復液態」。[8]
適合芝加哥人的做法不一定適合鄰近城市。其他五大湖區美國各州的居民，還有加拿大的安大略省，認為芝加哥河的改變使五大湖的湖面降低，它的確讓密歇根湖與休倫湖的湖面降低6～8厘米。五大湖區各州、安大略省及美國聯邦政府多次控告芝加哥與伊利諾伊州，此外聖路易斯及其他位於芝加哥污水排放接收端的社區，也同樣提出控訴。由於1930年後立法限制，芝加哥與鄰近地區逐漸轉向地下水，但1959年因為超量使用，鄰近的威斯康星州憤而提出訴訟。1985年之後，這個狀況因為密歇根湖水量增加而得以紓解。芝加哥世界級的污水處理廠也大有幫助，排出的廢水達到極高的標準。[9]取得足夠的水源對於正在增長的城市來說，是個往往會激發出獨創解決方式的問題。然而，如何保持水源清潔就是另一個問題了。
人類最大分野之一發生在1850年，依照是否能夠提供安全飲水而將社會分為兩類。在1850年前，幾乎所有的都會型與部分鄉間型社會均飽受病原體與生物污染之苦。1850年後，歐洲西北部很快便開始出現極大變化。倫敦與巴黎建造了污水系統，部分原因就是為了對抗疾病。這些系統直接匯入泰晤士河與塞納——馬恩河，讓兩條河腐臭且帶有致命危險。英國國會大廈一度必須在窗上懸掛吸滿漂白粉的麻布，以防止議員們聞到泰晤士河的惡臭。19世紀80年代科學家發現瘧疾、傷寒與其他傳染病的傳染途徑後，西歐與北美城市興建了數千座濾水場，來淨化家用水源供給。1908—1910年芝加哥進行實驗後，數百座城市採用能殺死大部分微生物的氯化處理。[10]過濾與氯化處理大幅降低了都會的死亡率。在20世紀90年代，美國每年有數千人不幸因由水傳染的疾病死亡，只佔150年前水平的一小部分。[11]
到了1920年，幾乎所有富國的大城市都能為市民提供安全飲用水。污水處理的普及則較晚。例如莫斯科及馬德里等位於小河附近的大城市，很快就不再利用水源吸收有機廢棄物。直到1912—1915年英國工程師開發出污泥活化程序，才開始有初級污水處理（以過濾器慢慢過濾）。[12]在20世紀20年代與30年代，西方大城市開始建造污水處理廠。華盛頓於1934年首次擁有類似設施。莫斯科在20世紀30年代末期建設了小型處理場，大型設施則出現於60年代。東京則始於1945年。技術的改良與大筆投資接踵而來，特別是在1970年之後，所以到了20世紀90年代，污水處理廠所排放的水已可以飲用，水質往往優於污水匯入的水域。[13]
20世紀像這樣成功管控致命生物污染擴散的案例，在全球分佈相當不均。相對於美國與歐洲西北部，印度與中國部分地區的人民，仍因都市增長期間污水處理進展有限而飽受病原體負荷加重之苦。非洲與亞洲的殖民城市，只有歐洲屬地才有水源過濾與污水處理系統，而非整座城市，因此在坎帕拉（Kampala）或者是阿爾及爾這些地方，會根據財富與種族的差異而出現不同的衛生體系。在加爾各答，較為富有的社區從1870年起就有過濾與污水系統。1911年後供水系統便開始退步，因為英屬印度將首都遷往新德里。英國人在馬德拉斯（Madras）留下一座約建於1940年的污水系統，但直到1980年左右才有污水處理。至少到1980年，全球都會人口中約有半數沒有任何廢水處理系統，而中國的比例更高達90%。1995年，大馬尼拉地區有89%的居民並未連接任何污水系統，達喀爾（Dhaka）的比例則為82%，卡拉奇為80%。相較之下，墨西哥市只有20%的居民沒有下水道，首爾則為14%。[14]
1880年後都會用水的供應與處理出現分配不均，是貧富差距越來越大所引發的現象之一。相對富有的人擁有清潔用水與良好下水道，並因此變得更健康、更富有。缺乏這些設施的人，正是因為負擔不起而無法擁有，卻因為沒有這些設施而變得身體更差、更窮。經濟學家用「報酬遞增」（increasing returns）一詞，來形容這種擁有更多就得到更多的狀況。借由投資潔淨供水而產生的報酬遞增，有助於創造並擴大已成今日全球現象的財富與健康槓桿作用。
河水
大部分的都會用水都來自河水。千年以來，河流帶走了人類產生的廢棄物，如有大河經過有效稀釋，則此一做法不會造成太大傷害。過去亞馬孫或剛果（扎伊爾）河盆地的人口尚不多，對河中大量河水所能造成的污染有限。但流經人口密集地區的河流（例如恆河）、位於工業區（例如萊茵河）或採礦區（例如渡良瀨川）的河流，還有小河〔例如菲斯河（Oued Fez）〕，都是在現代才出現生物與化學廢棄物的有毒物質。
恆河 印度有1/4的地區靠恆河排水。[15]1900年恆河盆地裡住了約一億人口，其中可能有上千萬人口直接將廢棄物倒入恆河。1886年，恆河的惡臭使當地成為全球最早推動反污染的社會之一。1896年馬克·吐溫到恆河地區旅行，發現瓦拉納西的水因為下水道「穢物不斷湧出」而「令人作嘔」。[16]到了1990年，有4.5億人住在這個盆地中，約7000萬人將廢棄物排入恆河。1990年就跟1900年時一樣，幾乎所有的污水都未經處理。腐敗作用造成河水中全無氧氣，魚群幾乎無法生存。因為人口快速增長，20世紀末恆河的生物污染可能是世紀初的5～10倍。全球應有數百條河流有同樣狀況。
但恆河在某些方面的情況較為特殊。除了世俗的原因之外，它還因為一些神聖的因素造成污染。在印度教信仰中，神祇創造恆河讓人洗淨罪惡。印度教徒相信，在瓦拉納西〔又稱貝那勒斯（Benares）〕死亡或火化能確保靈魂的解放，因此瓦拉納西吸引了數百萬年邁與患病的印度人。在20世紀80年代，瓦拉納西官方火化場每年要處理3000萬具屍體，每月倒入恆河的骨灰達數百萬噸。還有許多部分火化或完全未經火化的屍體（因為薪柴費用過高）直接推入河中，以及大約6萬具的動物屍體。20世紀60年代首次進行有系統的污染研究時，相關人員發現恆河根本就是細菌學的噩夢，之後狀況更是越來越糟。20世紀60年代政府開始致力清理恆河，並整合成為1985年的「恆河行動計劃」（Ganga Action Plan），但效果不大。恆河最重要的變化是細菌污染的惡化，並非肇因於工業排放，而且因為河水流量大，1990年之前工業污染並不明顯。[17]在恆河裡沐浴或許可以洗淨靈魂，但絕對無法洗淨身體，而且情況越來越嚴重。
虔誠的印度教徒希望肉身能在印度恆河的瓦拉納西焚化，以確保靈魂能從輪迴與苦痛的循環中解脫。圖為1985年當地準備生火焚化屍體的情形。到了20世紀80年代，瓦拉納西的官方火化場每年火化約3000萬具屍體。火化形成的骨灰通常倒入恆河
萊茵河 工業化國家的情況正好相反：來自科技變革與經濟增長而非人口增長的化學污染，威脅著河流與湖泊。工業革命對西方世界的水域帶來深遠的影響，其中又以英國最早出現。到了19世紀中葉，工廠將大量有毒廢水排入英國各地河流。1866年，英國皇家委員會發現英格蘭北方卡爾德（Calder）的水幾乎可以當作墨水使用（委員會甚至用當地的水來寫報告）。流經布萊福德（Bradford）這個污染嚴重城市的布萊福德運河，情況更加糟糕：有人發現布萊福德運河竟然可以點著，有時附近男孩更以此為樂。他們點了火柴放在木棍一端，伸向運河點燃河面，高達1.8米的火焰順著河水延伸數米之遠，就像鬼火一樣。[18]
19世紀採取了一些改善措施，但大體來說至少在20世紀60年代之前，工業國家的河水與湖水接收了更大量且多種的化學物質。1869年，「沾滿厚厚一層骯髒泡沫殘渣」的艾威爾河（River Irwell，位於英國），到了20世紀50年代還是早上呈鮮橘色、中午前便呈現墨黑色的狀態。[19]1972年有人描述東京隅田川的情景，就好比英國皇家委員會報告的現代版：受到污染影響，這條河流過去常見的水上活動，游泳、賽舟、煙火秀，都已消失。從河裡冒出的氣體侵蝕了金屬，讓銅製與銀製器皿變黑，並縮短了縫紉機與電視機的壽命。[20]
同樣的主題發生在數不清的河道上。萊茵河的故事一定代表了其他許多河流。萊茵河流經大約1300千米，從瑞士阿爾卑斯山一直到北海。1765年之前這條河流一直暢行無阻，水質乾淨到連鮭魚這種敏感的魚種都能生存，而且數量多到僕人都抱怨太常吃鮭魚。隨著城市與污染擴大，像詩人柯勒律治這樣敏感的人開始受不了都會廢棄物，因而在1828年拜訪科隆時，有感而發寫下了《科隆》（Cologne）一詩：
在科隆這僧侶與遺骨之城池，
人行道鋪滿了用以殺戮之石，
滿是衣衫襤褸的人、巫婆和醜陋的丫頭；
我數到七十二種惡臭，
全都其來有自，還有幾個奇臭無比！
統治下水道和溝渠的女神們，
舉世聞名的萊茵河，
洗淨你的科隆城吧；
但告訴我，女神，什麼樣的神力
才能在日後洗淨萊茵河？
在長達150年的時間裡，不論是否有神力都無法洗淨骯髒而滿是泡沫的萊茵河。1880年之後，日益嚴重的化學污染讓問題更加嚴重。
由於鄰近魯爾河谷的煤礦與鐵礦，萊茵河流域中段在19世紀成為工業區。到了19世紀90年代，當地鋼鐵生產在全球擁有高度競爭力，而且產量攀升。萊茵河適合航行的特點，經年水流穩定，吸引了其他產業，包括德國強大的化學工業。到了1914年萊茵河污染負擔沉重，鮭魚變得相當少見，5月時鱘魚從萊茵河下游逆流而上（甚至成為節慶儀式）的現象也完全消失。最後一次捕到鱘魚，是在1931年。
戰爭期間（1944—1948年）法國與德國工業飽受摧殘，戰後也停滯了一段時間，萊茵河因此得以短暫休養，但經濟復甦與德國經濟奇跡（1950—1973年）使河水狀況更加惡化。到了1980年，全球約20%的化學產出來自萊茵河盆地。冶金與化學工廠的銅、鎘、水銀滲入河裡，都使得廢水內含鋅、鎳和鉻。在1900—1977年，萊茵河沉積物重金屬含量中，鉻增加了5倍，鎳增加了2倍，銅增加了7倍，鋅增加了4倍，鎘增加了27倍，鉛增加了5倍。荷蘭水文學家抱怨德國工業讓荷蘭變成一片金屬板。即使沒有人抱怨，同樣的情況也發生在無人的北海的沉積物之中。[21]法國阿爾薩斯（Alsace）開採碳酸鉀的作業，讓1880—1960年萊茵河的鹽含量增加6倍，危及以萊茵河水灌溉蘭花與劍蘭的荷蘭花卉業。1948年之後，磷與氮的養分負載成了另一個問題，因為這會刺激藻類過度生長，進而堵塞船泵並阻礙航行。藻類的腐敗會消耗氧氣，讓其他物種無法生存。之後再加上新型的有毒有機化學物，例如DDT（一種有機氯殺蟲劑）及PCBs（多氯聯苯），造成1950—1975年萊茵河下游幾乎找不到魚類，而且比以往還要髒臭。20世紀80年代，謹慎的釣魚愛好者會把漁獲丟回河中，因為萊茵河魚的PCBs含量，比官方認定的可食用標準高出400倍。[22]由於人口眾多、重工業密度高，且盆地農業化學依賴度高，萊茵河可說集河流所有污染於一身。
第二次世界大戰後開始通過污水處理清理萊茵河。1964年德國要求使用生物可降解的洗衣粉。德國、法國與荷蘭簽署的國際協議，自20世紀70年代起限制了多種形式的污染。1975年之後，河中大部分的重金屬濃度（而非沉積物）大幅下降。自1885年開始且自1915年起特別嚴重的魚群數量下滑，到了1976年後開始增加。位於瑞士巴塞爾附近的山德士藥廠（Sandoz）化學倉庫在一場大火後，終於採取了更有效的行動。消防隊對著倉庫灑水，將殺蟲劑、除草劑與殺菌劑沖刷到萊茵河中，下游180千米內所有生物無一倖免。雖然多數水中生物能在兩年內恢復，這件事還是引起了官方與工業領袖前所未有的關注。之後陸續推出各種限製法規、鼓勵措施並嚴格執法。直到1992年，漁民才再次從河中捕到鮭魚。[23]
渡良瀨川與足尾銅山 萊茵河受到數百家工廠污染，日本的渡良瀨川的污染來源則只有一個：那就是從1610年起開採的（日本中部）栃木縣足尾銅山。在德川時代（1603—1868年），足尾銅山提供了日本大部分的銅，但1877年被古河市兵衛這位靠絲綢生意大起大落的傑出實業家收購後，幾乎停止生產。他讓礦場作業現代化並加以擴張，並在1883年發現一處豐富礦脈，讓足尾銅山成為亞洲最賺錢的銅礦。日本軍事化的國家政策需要足尾銅山，因為19世紀90年代日本鋼鐵有95%必須進口，而足尾的出口可賺取外匯，有助於購買鋼鐵。銅是日本第二或第三大出口貨物，其中約40%產自足尾。這是日本最重要的一個礦場。有關當局因此全力支持古河。
古河事業的擴張與現代化，給足尾附近的水源與空氣帶來更嚴重的污染問題。到了1888年，熔爐所造成的硫酸雨，讓5000公頃森林死亡並污染當地水源。由於山坡失去了植被覆蓋，洪水變得更為頻繁。礦渣滲入鄰近的渡良瀨川，有的則被倒入河中，污染了用來灌溉農田的水源。當地農民因此生病而且感到憤怒不平。19世紀90年代，人口約三萬的足尾城死亡率高於出生率。有毒的水源殺死了農民傳統上用來補充食物的魚和飛禽，住在渡良瀨川附近的人都知道，是古河的礦場危害了他們的稻米、健康與生命。
學者、記者與地方出身的國會議員田中正造發起了一項運動，要求關閉礦場與熔爐。數千名農民三度到東京發動遊行（1897—1898年），與警方發生激烈衝突並引起各界關注，迫使政府要求古河裝設防污設備。但當時的技術原始且效率不高，酸雨及河流污染的問題仍在持續。1900年，第四次遊行引發政府強力鎮壓：因為足尾礦區對國家太重要了，不容附近民眾表示反對。在日俄戰爭（1904—1905年）期間愛國主義氣氛與壓抑下，農民反污染運動的動力盡失。1907年的礦工暴動是日本勞動史上一大里程碑，背後一部分的動機就是污染所引發的民怨。[24]直到足尾約有450戶人家被放逐至日本北方島嶼北海道，民間抗議才告一段落。之後，足尾在相對平靜中繼續危害鄰近小區。古河在1955年裝設了脫硫設備，並於1972年關閉礦場。1974年，當地農民因百年來的空氣與水源污染而獲判數百萬元的賠償金，成為法律判例上的一大里程碑。而渡良瀨川盆地則成了日本工業化的犧牲品。[25]
摩洛哥的菲斯河 摩洛哥的菲斯河是全球河流的典型案例。[26]這裡沒有銅礦，也沒有化學工業，更不是聖河。但沿河岸分佈著一座城市與許多農場。菲斯河流經菲斯這座城市（1995年人口約有100萬），然後匯入更大的塞布河（Sebou River）與大西洋。10世紀時，菲斯就建造了供水與下水道系統，這使得菲斯河在菲斯城以上的河段相當清澈，而下游則骯髒不堪。1371年，來自格拉納達（Granada）的學者裡桑努丁·伊本·哈提布（Lisanuddin Ibn Al-Khatib）在見到菲斯城的人之後，對當地污染有感而發地寫道：「我如同這裡的河流一樣進入這座城市，也如同河流一樣離開。」
有鑒於城市對菲斯河這條小河造成的影響，統治者因此在上游建立新城市。13世紀時，美力尼德王朝（Merinid）在上游建立新的菲斯城，1912年佔領摩洛哥的法國人也有同樣的舉動，只是地點更接近上游。這一切努力，都是想要避開人類排泄物以及制革業等長久存在於菲斯城的手工業污染源。從20世紀60年代，菲斯河也出現來自賽伊斯平原（Sais plain，位於該城不遠處上游）的化學肥料徑流。到了1990年，菲斯城附近下游河水中有好幾種污染物的含量為法定限制的5～10倍，與伊本·哈提布的時代相比，可能髒了50倍。菲斯河這條位於窮國、流經大城市的小河流，對於污染可說幾無抵抗力，也沒有適當的設備可以解決問題。20世紀有數千條河流都有同樣狀況。
湖泊與富養化
如同解決地區性空氣污染一樣，要讓河水變得乾淨可以很簡單。但湖泊就是另外一回事了，因為被污染的水不會只滯留在湖中幾天，而是數十年之久。在21世紀，工業區的湖泊裡出現了各種污染物。某些位於工業用煙囪下風處的案例中，湖泊因為酸雨而呈現酸性（參見第3章）。一個最普遍的問題出現在20世紀30年代——富養化。
每個生態系統都有抑制生命的限制因子。在大多數的水體中，氮和磷都不是扮演這樣的角色。但如果這些限制因子不明原因失去控制，造成氮和磷的含量異常飆高（富養化），那麼水中植物與細菌（特別是藍綠藻）就會快速生長。它們死掉後，腐敗的過程會消耗氧氣，那麼其他物種就會缺氧。接著水中生物圈就會出現快速變化。藻類大量繁殖也會使得水質不適合飲用、游泳、航行及其他用途。與冰涼而有氣泡的水相比，溫度高的死水含氧量較少，因此特別容易發生這種狀況。過多的氮與磷通常來自城市下水道，而在工業肥料問世後，農場徑流也是來源之一。
富養化可能自然發生在老化的湖泊。但1850年後，人類活動造成越來越多類似的案例，在城市湖泊最常發生。美國威斯康星州麥迪遜的曼多塔湖（Lake Mendota），1850年後幾乎每年都發生藻華（algal bloom）現象；1898年之前，瑞士蘇黎士湖飽受富養化之苦，1930年後也定期爆發。從1946年開始，意大利阿爾卑斯山區的湖泊便出現富養化現象，到了20世紀60年代，湖面偶爾會被藻華覆蓋。受人類排泄物影響，大城市附近的小湖泊最早出現富養化。1945年之後，洗衣粉中添加的磷酸鹽讓問題更加嚴重，甚至連大型湖泊〔例如伊利湖（Lake Erie）〕都飽受富養化之苦。西雅圖華盛頓湖就是這類問題及其解決之道的一個案例。
在20世紀30年代，西雅圖未經處理的污水，造成了華盛頓湖中富養化與小規模的藻華現象。1936年部分污水轉而排向普捷灣（Puget Sound）後問題才告緩解。但20世紀40年代末期郊區快速發展，使問題死灰復燃，到了1955年湖面滿是藻華。隨之出現一番政治角力。到了1963年，郊區開始將污水排入普捷灣，華盛頓湖再度乾淨了起來。普捷灣的規模較大，再加上磷酸鹽添加物的管制及污水處理的改善，使其不至於面臨華盛頓湖那樣的命運。
第二次世界大戰後，隨著歐美城市污水處理普及，湖泊與河流來自城市的養分負載降低，但減少的部分卻遠不及化學肥料大幅增加的影響。田地與養殖場的徑流，成了過度養分的主要來源。除了放棄使用化學肥料外，當時並沒有處理城市廢水之類簡單（卻昂貴）的解決方案。因此偏遠地區湖泊與河道普遍出現富養化，首先是北美與歐洲，接著在20世紀60年代及70年代則遍及全球肥料密集使用的地區。[27]
在1860年，芝加哥人認為密歇根湖大到足以輕鬆接納整座城市所傾倒的廢棄物。時間證明他們錯了。同樣地，1900年黑海或黃海沿岸居民把海洋當作污水槽，多數人壓根都沒想過會發生類似的問題。從各方面來看，這幾處海域幾乎是一望無垠。時間也證明了他們是錯的。今日我們利用深海容納各種廢棄物，認為不管人類倒入什麼東西，海洋都大到能夠安全地加以稀釋。到目前為止這個理論還撐得下去。
海洋
從深海的觀點而言，20世紀跟其他時期相當類似，人為影響鮮少擴及內海及海岸地區以外的領域，然而這相當重要，因為這裡是鹹水生物圈主要的棲息地。[28]
由於沒有翻騰的浪潮，內海很容易為富養化所苦。波羅的海的情況最為嚴重，20世紀50年代嚴重到從肉眼便可看出（從味道也聞得出來）。除了來自化學污染日益嚴重的農場徑流，波羅的海還因為來自斯德哥爾摩、赫爾辛基、列寧格勒與〔通過維斯瓦河（Vistula river）〕華沙的城市廢棄物而養分過剩。在地中海地區，如接收了養分過高的波河（the Po）河水的亞德裡亞海，在20世紀60年代藻華問題嚴重。西方的黑海（拜多瑙河之賜）也是如此。由於城市人口眾多且率先採用化學肥料，歐洲內海最先發生問題。
但其他地區的內海與淺海很快就感受到類似效應。在1970年後，富養化首度影響了馬來西亞水域。只要是人為活動造成養分過剩的地區——紅海、波斯灣、黃海和日本海——沿海漁業就會受到影響。在某些案例中，海洋養分升高代表魚類有更多食物，漁獲因此增加。但只要養分負載造成幾次藻華現象，魚群數量，還有漁獲，反而會下滑。[29]
重金屬會流入近海，也會以降雨的形式進入海中。1880年之後波羅的海地區海底沉積物出現重金屬，1940年之後的南加州海岸也有同樣問題。只要是冶金與化學工業興盛的地方，重金屬就會滲入海中。歐洲、蘇聯與美國的海灣、河口與內海，接收的重金屬劑量最高，濃度高到足以傷害海洋生物。鎘與水銀累積之後，有時會讓甲殼類動物含有不利人類的毒性。[30]最嚴重的案例發生在日本西南部一個叫作水俁的漁村。
水俁灣 1910年，日本窒素公司在水俁建造了一座化學工廠，當地逐漸成為一座公司城鎮（company town），1950年人口達5萬。自1930年起，日本窒素工廠便開始生產需要無機汞作為催化劑的乙醛（乙醛用於合成醋酸，而醋酸常用於印刷、塑膠、相片處理等諸多用途）。日本窒素將含汞廢棄物倒入水俁灣。細菌將汞轉變為甲基汞，於是這種有機化合物便進入食物鏈上游，而且濃度更高。20世紀40年代末期當地魚群開始不明原因大批死亡。50年代工廠加快生產腳步，傾倒的汞數量也就更多。很快地，水俁地區的貓好像發瘋似的出現喝醉般的跳舞症狀、嘔吐然後死亡，被人稱為「貓的舞蹈症」。到了1956年，水俁的兒童開始出現腦部傷害：他們罹患的就是日後稱為「水俁病」的疾病。[31]魚類面臨合理質疑，很快漁民們便發現海產品賣不出去。當地名醫細川一證實水俁病就是汞中毒，但這個發現卻被他的上司日本窒素公司施壓保密。1985年，當地漁民因為無法阻止日本窒素繼續將汞排放至海中，因此對工廠發動攻擊。但汞排放又持續了10年，其間有數千人出現症狀，還有逾百人死亡。[32]即使早就證實日本窒素與汞、魚及死亡案例有關，但向來偏袒日本窒素公司的市長，仍於1973年宣稱「有利於日本窒素的就是有利於水俁市」。受害民眾終於提出訴訟。日本窒素公司輸了官司，到1977年付給水俁受害者與家屬1億日元。數十年來，沒有外地人敢和出身水俁的人通婚，擔心可能會生出畸型後代。1984年後日本政府耗資4億日元在水俁灣進行疏浚以排除污染，至少政府本身對結果相當滿意。1997年，當局表示水俁灣已完全無汞，並拆除20世紀70年代為防止污染水域內魚群外流所設置的攔網。
水俁的故事可能是20世紀（過往任何一個世紀）最嚴重的海洋污染案例，但它還算是簡單的案例，因為它只牽涉一個國家、一家工廠和單一污染物。地中海的案例規模更大，而且是典型的多國、多污染源案例。
地中海 1798年，柯勒律治在詩作《老水手之歌》中寫道：
那深海已然腐爛：上帝啊！
怎麼會有如此景象！
長了腿的黏滑物，
在黏滑的海面爬行。
柯勒律治在首度見到地中海的15年前寫下這些詩句。當他親眼見到那情景（當時他擔任英屬馬耳他總督秘書達兩年），地中海的狀況尚佳，只有幾處海港泥濘嚴重。但200年後，當地海域有時候因藻華而腐臭，油膩膩的海面上常見黏滑物蠕動或滑行。許多地中海國家現代工業快速增長，農業開始使用化學肥料，再加上人口與動物數量增加，造成1950年後盆地污染負擔大增。多數污染最後還是排入海中。地中海是全世界最大的內海，1995年，其集水區人口約兩億，分屬18個國家。[33]由於高度蒸發且來自河流的淡水不多，地中海屬於鹹海。直布羅陀海峽鹽分較重的海水流向大西洋，上面流動的則是較輕、鹽分較低的海水。要完全排出地中海域的水，平均得花上約80年的時間。因此污染物滯留的時間比北海還長（約停留兩年），但還不及黑海那麼久（可存留約140年）。就生態而言，地中海一度堪稱既富饒又貧乏。它的物種多樣性相當豐富，共有約一萬種動植物。但因為當地水域常常營養度不足，整體的生物數量與生物生產力極低。這就是為什麼在未經污染的地區，水質可以如此清澈。
在20世紀，地中海水域變得越來越髒且污染程度更加嚴重。海洋的污染自然不是什麼新鮮事。古代港口奧斯提亞（Ostia，位於羅馬附近）、比雷埃夫斯與亞歷山大港都充斥著廢棄物與垃圾。靠近人口密集地的海灣、河口與海口——金角灣、威尼斯潟湖、那不勒斯灣，早在20世紀前就很不衛生。現在直接傾倒入地中海的污染物數量，可能比一兩個世紀前還少。但污染也可通過河流與空氣到達海洋，而且數量更甚以往。
地中海的主要污染物，與世上其他地方的水源污染相去不遠。微生物、DDT或PCBs之類的合成有機化合物、石油、垃圾與過多養分是名單上的主要項目，重金屬與放射性核素（radionuclide）次之。以最普通的詞彙來說，1990年地中海裡源自陸地的污染當中，約有1/4污染了從瓦倫西亞到熱那亞的西北海岸線，1/3則出現在亞得裡亞海。20世紀初期比重可能更高。[34]不論過去或現在，最主要的污染來源都是大城市、大河以及一些海岸工業區。
因為污水處理並不普及，因此直到20世紀，來自下水道的微生物污染比重，都大致與人口成比例。到了20世紀末，約有30%流入地中海的污水經過處理，但污水總量已是1900年的3倍或4倍。[35]對於在海中游泳或食用海鮮的人來說，罹患腸胃病、傷寒或肝炎的風險也大幅增加。20世紀80年代末期歐盟制定了微生物污染限值指標，從西班牙到希臘，關閉海灘成了家常便飯。20世紀90年代的任何一個夏天，地中海歐洲沿岸平均都有10%的海灘不符合歐盟標準，不過不一定都達到必須關閉的地步。
1900年之前石油還是個受人忽略的污染物，隨著20世紀能源使用習慣轉變而漸成主流。1948年後波斯灣油田崛起，再加上蘇伊士運河完工，還有來自歐洲運輸與工業的能源需求，讓地中海成了全球運輸石油的高速公路。地中海尚未經歷過大型的油輪漏油事件，不過曾發生過幾次中等程度的案例。在其他地區造成嚴重污染的海上石油鑽探，在地中海的規模仍然相當小。大部分的污染來自日常作業（20世紀70年代以前並未規範），例如清掃油槽與傾倒船底污水。第二次世界大戰前因為石油貿易規模不大，這些作業的排放量也少。大戰期間定期貨運暫停，但大量軍用貨物被擊沉。然而石油污染到戰後才開始加重，主因是歐洲對中東石油需求大幅增長。在1990年，全球約有1/4的石油貨運行經地中海。1975年，一項預測估計地中海每年接收50萬噸漏油，另一項1980—1981年的數字則約為82萬噸，這其中通常有1/3以焦油的形式沖刷上岸，地中海的情況比地球上其他地區都要嚴重。剩下的漏油大多會漂浮在海面上，成為浮油，有時甚至會薄薄一層覆蓋10%的海平面。1980年左右，地中海吸收了全球石油污染的1/6，其中超過半數發生在日常的裝載與清潔作業過程，利比亞的水域受影響最深。[36]
工業對地中海的污染更甚於石油。趁低廉的海運成本之便，沿岸地區冒出了許多工廠。匯入海洋的河流旁也有許多工廠，除了運輸上的理由，也因為工業生產需要水來冷卻或清潔。即使是離水域很遠的工廠，也會通過空氣傳遞沉積物污染地中海。不論途徑為何，海洋接收了大量來自工業的化合物與重金屬。
20世紀末期，工業在地中海地區快速發展。1929年，地中海國家佔全球工業產出約5%，1950年約3%，但1985年則約為14%。1960年後比重快速增長。在接下來的1/4個世紀，地中海國家的工業產出每年上揚約6%～7%，各國中以希臘、土耳其、西班牙與北非國家的增長速度較快，法國與意大利較慢。工業化對1950年之後地中海歐洲地區非凡的經濟發展大有貢獻，人民的營養、健康與平均壽命均有所提升。當然，這也帶來高度的污染。
這樣的污染自然集中在工業區，包括意大利、法國及西班牙。儘管北非工業快速發展，但一直到1990年前仍只佔地中海工業的9%，從以色列到克羅地亞的幾個國家另占10%。意大利佔地中海盆地工業產出的2/3，西班牙（多數集中於巴塞羅那）為1/10，法國（地中海水域僅有少量工業）只佔1/20。[37]因此最嚴重的污染問題發生在地中海盆地西北部，鄰近工業化盆地的河口地區，例如伊布羅河（Ebro）、羅訥河（Rhone）與波河，還有重工業中心附近，像是巴塞羅那、熱那亞，以及從波河三角洲到的裡雅斯特（Trieste）之間的亞得裡亞海北部沿岸。各種工業將一般性污染源送入空氣、河流與地中海：PCBs，還有汞、鉛與砷等重金屬。表4.3大略介紹了1985年地中海地區污染源的地理分佈。里昂灣（Golfe du Lyon）與亞得裡亞海北部沿岸的重工業集中地，污染問題最為嚴重，從表4.3可明顯看出在這失衡狀態中，當地佔了絕大多數。
表4.3 地中海南部與北部的環境比較（1985年）
數據源：Grenon and Batisse 1989：245-6
註：在Grenon and Batisse的方案中，北部包括西班牙、法國、意大利、前南斯拉夫以及希臘；南部則涵蓋土耳其、敘利亞、埃及、利比亞、突尼斯、阿爾及利亞與摩洛哥。
在這些主要的熱點之外，近年來也有越來越多地方性的污染問題。以希臘為例，20世紀在雅典與塞薩洛尼基（Thessalonnki）附近發展出兩個工業聚落。除了部分發電廠以外，兩個聚落囊括了希臘所有重要的工業。遲至1990年，兩個城市都尚無污水處理廠。幾乎所有來自希臘冶金工業、造紙廠、造船廠、肥料廠，以及半數人口所產生污水的污染，都集中在雅典或塞薩洛尼基附近。污染日益嚴重，或許也因為希臘民眾對污染的容忍度下降，造就了1980年之後的補救措施。當地採用的方式是鼓勵產業遷移（部分相關措施早於1965年即已存在）以及部分污染管控措施。[38]
像希臘這樣的案例比比皆是。例如伊茲密爾灣（Gulf of Izmir）、伊斯肯德倫灣〔Gulf of Iskenderun，舊稱亞歷山大勒塔（Alexandretta）〕、突尼斯與的裡雅斯特的海灣等許多地方，都發生了嚴重的污染問題。伊斯坦布爾金角灣數百年來已飽受生物污染之苦，1913年之後又面臨有毒金屬濃度上揚的命運。[39]只要是位於海灣或海口附近快速發展的城市或工業中心，而且沒有逆時鐘方向的地中海洋流，就一定會累積污染。就跟其他封閉水域一樣，地中海有時會自然產生藻華（亦稱赤潮）。但受城市化與未處理污水影響，再加上化學肥料使用日益普遍，這個現象到20世紀更加頻繁。
地中海的富養化現象源於工業，而非農業與城市污水。影響最大的區域包括在1980年之後藻華現象最為嚴重的里昂灣和1978年首度出現赤潮、位於雅典附近的薩羅尼克灣（Saronic Gulf），以及亞得裡亞海北部。過多的養分中有3/4來自河流。[40]
亞得裡亞海北部是個流動不佳且較淺的大陸架。每年夏天水溫升高，非常容易造成富養化。它接收了來自波河河谷的河水，而當地自20世紀初就有農民開始使用化學肥料。海水吸收了好幾個大城市及工業中心的廢水（但在這個案例中後者影響程度較低）。在1872—1988年，記錄中亞得裡亞海北部曾出現15次富養化藻華現象。1969年那次是首度出現大規模災害，1988年那次則最為嚴重。1969年之後發生頻率上揚，可能是因為養分負載增加，但也可能是因為水溫更高了，或許兩者皆是。[41]亞得裡亞海北部與其他地區發生藻華的頻率與嚴重程度雙雙上揚，讓水底為之產生陰影，某種特定海草〔大洋聚傘藻（Poisidonia oceanica）〕生長的深度也大幅降低。這種海草的海藻床，在孕育多種地中海水生物種方面扮演了關鍵的角色，因此後來這些物種都飽受其苦（或盡力適應）。[42]與此同時，藻華還會破壞魚群與海床生態，以及觀光貿易。
儘管海洋污染惡化持續了百年之久，到了20世紀90年代地中海尚未變成像化糞池那樣髒。土耳其南部與北非地區漫長的海岸線，還有其他地區較短的海岸，水質都依然清澈。在海岸線較直的地方，因為海浪沖刷岸邊時沒有海岬阻礙，或者位於外海，雖然污染程度不容忽視，但並未造成任何差異。地中海比波羅的海、黑海或日本海都要乾淨。[43]這其中有三個原因：1.地中海的大小、深海與淺海水流的交流頻繁，此外其洋流也有助於稀釋污染負載；2.整體污染負載雖然持續增加，但與黑海等其他運氣較差的水體相比仍屬遜色；3.1975年後地中海國家採取行動，致力於減少海洋污染。
1975年後的地中海環境政治 就像地球上大部分地方一樣，地中海的環保意識與政治主要始於20世紀70年代。在1975年之前，多數國家只有極少數人關心生態，像科西嘉人就在1973年示威，抗議意大利化工廠污染破壞了當地島嶼海岸線。[44]到了1980年，有些國家成立了綠黨。一般的政治與文化環境——如果真能一言以蔽之——並不利於環保運動。然而這些現象都不是地中海國家所特有的。
比較特別的是1975年後發起的「地中海行動計劃」（Mediterranean Action Plan）。在聯合國環境規劃署的協助下，除阿爾巴尼亞外的所有地中海沿海國家於巴塞羅那集會，同意在整個地中海盆地持續進行環境管理。這個計劃持續贊助科學研究並在開發規劃方面進行整合。這項計劃還達成多項限制污染的協議與議定書，但執行面仍有待加強。舉例來說，約有2000千米的海岸線因為執法不嚴或特許，在開發後遭「犧牲」。[45]但從1976年起，這項計劃加上國家法規與歐盟設限，均有助於限制地中海地區的污染。地中海行動計劃協助馬賽、開羅、亞歷山大、阿勒頗等其他幾個大小不一的城市建立污水處理廠。到了20世紀80年代末期，塞薩洛尼基與雅典也開始建造污水處理廠。雖然20年後海洋污染程度比地中海行動計劃開始時還嚴重，但如果沒有這個計劃，情況絕對更加嚴重。[46]
任何牽涉希臘與土耳其、敘利亞與以色列或其他宿敵之間的協議，都可算得上是政治上的一大成就。在這個案例中，部分得歸功於一群推動泛地中海共同體觀念的科學家。當國際環境政治開始討價還價，科學智慧通常很快就被遺忘，只有一個理由讓它特別有份量，就是攸關數千億的旅遊收入。由於地中海洋流的循環，沒有一個國家能獨力讓海灘變乾淨。敘利亞需要以色列的合作，以色列則需要埃及合作。各國皆需要遊客，但遊客又是污染的一大來源，這種矛盾的關係有助於穩定，有時候甚至會改善海岸水質。
海洋 公海無法吸引遊客，也沒有什麼人會出面捍衛。由於其稀釋能力相當高，將廢棄物倒入公海是相當具有吸引力的做法。1945年之後，公海被迫容納更多的金屬、化學物、漏油及放射性輻射。僅以塑料為例，這種在1950年仍相當少見的物質，到了1992年佔全球海灘垃圾比重達60%。挪威探險家兼科學家索爾·海爾達（Thor Heyerdahl）曾兩度以木筏橫渡大西洋。1951—1952年時他還沒有發現任何人為污染。1969年，也就是18年後，他在航海的57天當中，有40天看見海上有浮油，而且在佛得角（Cape Verde）與巴巴多斯（Barbados）之間，沿路都有塑料物體漂浮。如果他再隔18年第三度出航，可能會發現浮油減少但塑料物增加。1970年後海上塑料垃圾大幅增加，因為全世界——特別是歐洲與北美——塑料用量增加卻未適當處理。[47]
限制海洋污染的努力遇到兩個問題：一是認為海洋大到不可能會有任何不良後果；二是海洋為各國所共有。有的國家從19世紀便限制往海中傾倒廢棄物，1970年之後更為積極。1973—1983年，美國傾倒於海中的工業廢棄物從600萬噸減至100萬噸。河口與海灣恢復部分舊有樣貌，切薩皮克灣（Chesapeake Bay）即為一例。國際水域需要更多的政治投入，第一項有關在海中傾倒石油的國際協議出現在1954年。自1972年起各界加緊努力但成效不彰。[48]要求設限的國際協議，還是沒有足夠的誘因。海洋就像太空一樣空間夠大，因此即使是20世紀所有垃圾與污染，還是只在邊緣地帶造成影響。
結論
地球水域的生物化學變化，以污染及其緩解為主，依循著工業化與都市化的腳步，幾乎對每個社會都造成影響。在這兩種趨勢影響最強的地區，污染也最為嚴重，特別是1945年新型有機化學物問世之後。污染對湖泊與河流造成的影響最為嚴重，對內陸海洋與海洋沿岸的影響也不小，外海則幾乎沒有遭到波及。在1800年之前，水污染一直是地方性的問題，只有都會地區或是制革、玻璃等特定工業附近社區才會察覺其重要性。到了19世紀，它偶爾會在英國與其他工業中心成為區域性事件，20世紀則經常發生，連伊利湖或波羅的海這樣大的區域，化學作用與生態都因此改變。
20世紀有數千萬人死於水源污染，堪稱人類史上代價最高的污染問題。現代城市自19世紀開始提供安全用水，並延續到20世紀，而這對現代生活形態來說是相當重要的。沒有它，就不會有那麼多大型城市，衛生條件也會差很多。但即使這方面如此成功，人類的水文設計如此精巧，足夠的清潔水源似乎仍是下一個世紀人類進步最大的限制之一。
污染的規模，不斷超越水域所能吸收廢棄物的極限。千年以來最受歡迎的水源污染控制，也就是稀釋，到了20世紀效力越來越差。新方法只在進行實驗的地點有效，甚至連這些地方的成效也並不完美。讓萊茵河水恢復到魚群能夠復育的清潔程度，相較之下比較簡單：因為河流永遠都有新的水流入，而且涉及的國家不多（更何況1948年後這些國家相互友好且相當富裕）。恢復地中海清潔的行動難度較高，因此尚未完全成功。整個系統內的水流要自行排出，需花費數十年而非僅僅數周；牽涉的國家也比較多，其中有些互相敵對，還有很多窮國，因此難以彼此合作。海洋因為規模較大，很難發生嚴重污染，不過一旦發生幾乎很難收拾殘局。
[1]此處數據來自Shiklomanov 1990,1993，以及Postel 1992。
[2]無法取得是因為受限於今日的科技與能源價格。當然這些在未來都會改變。
[3]Rao 1989。這與乞拉朋齊附近砍伐森林與徑流的加速有關。1960年之前，水源供給往往經年充沛。全球最多雨的地方為夏威夷山頂地區。
[4]我們無法確定增加的部分有多少是因為人口增長，因為不知道多出來的用水量到底用在哪裡。大部分用於灌溉，但也可能用於基本的食物生產，或為滿足富有消費者而生產的特殊作物。
[5]Gleick 1993：396；《經濟學人》1998年11月第29頁所報導的美國地質調查（U.S.Geological Survey）數據。
[6]Orhonlu 1984：78–82；Cecen 1992；Pinon and Yerasimos 1994.
[7]請見Ozis 1987。錫南提到讓小亞細亞撒潘卡湖（Lake Sapanca）分流，而20世紀80年代土耳其共和國也真的據此進行建設。
[8]Changnon and Changnon 1996：104.
[9]伊利諾伊州能源與天然資源局1994,2：75–84,101–12；Stout and Ackermann 1987。Changnon 1994完整地介紹了芝加哥河的轉變；相關參考數據我要感謝彼得·坎貝爾（Peter Campbell）。同時請見Changnon and Changnon 1996。
[10]倫敦於1829年小規模地首創過濾程序；波基普西（Poughkeepsie）是美國第一個這樣做的城市（1879年）。1800年氯化作用首先於倫敦小規模實施，過了很久才全市採用。法國方面請見Goubert 1989。德國城市相關行動請見Buschenfeld 1997。
[11]Outwater 1996：133–47。請見Guayacochea de Onofri1987，其中提到阿根廷門多薩（Mendoza）早在20世紀初便有水源與污水處理。
[12]初級污水處理包含以過濾器分離固體物質。二級處理也包括利用細菌分解不安定的有機物質，降低例如污泥活化程序中廢水裡的生物氧需求。之後所有程序均稱為三級處理。
[13]納米比亞溫得和克（Windhoek）20世紀70年代清潔污水做得相當成功，其中1/3甚至可回收到供水系統（大英百科全書，15th ed.,1976,14：753）。有關莫斯科請見Goldman 1972：96–101。
[14]GEMS 1989：274；Headrick 1988：145–59；Smil 1984：100；Yeung 1997。有關馬德拉斯請見Sundaramoorthy et al.1991。
[15]此部分乃根據Ahmed 1990、Basu 1992、Ghose and Sharma 1989以及Varady 1989。
[16]Twain 1899,2：192–3。
[17]Ghose and Sharma 1989：41–4。恆河淤泥嚴重程度僅次於黃河，這可能也有助於將重金屬與其他污染物吸附在河底的沉積物中。Meybeck and Helmer 1989：294則沒這麼樂觀，他們認為20世紀80年代初期約有990種產業將廢棄物倒入恆河。
[18]河流污染皇家委員會的引言，引述自Clapp 1994：74–5。
[19]Sherlock 1922：295引述了1869年的國會報告；Sheail 1997：207則引述1950年報告。到了1979年，人為活動使全球河流礦物質含量，比大約1860年的水平增加12%（Meybeck 1979：241）。
[20]Ponting 1991：364所引述。
[21]Behre et al.1985.
[22]PCBs即為多氯聯苯（polychlorinated biphenyl），1929年起開始作為絕緣體、潤滑劑等多種應用；DDT為氯苯基三氯乙烷（dichlorodiphenyltrichloroethane），首次合成於1874年，並於1942年由瑞士一家化學公司導入商業用途（殺蟲劑）。有關漁民請見Reihelt 1986。在美國，通過母乳吸收PCBs顯著降低了（11歲）兒童智商達6分（Science News,14 September 1996：165引述Joseph Jacobson and Sandra Jacobson之研究）。
[23]萊茵河相關描述摘自Friedrich and Muller 1984、GEMS 1989：280、Habereer 1991、Lelek 1989、Malle 1996、Meybeck 1979、Reihelt 1986、van der Weijden and Middleburg 1989；以及Van Urk 1984。經過140年後，泰晤士河再度於1974年捕到鮭魚（Wood 1982：118）。
[24]Nimura 1997：21.
[25]Hashimoto 1989；Miura 1975：259–86；Notehelfer 1975；Shoji and Sugai 1992；Tsuru 1989.
[26]接下來的內容乃根據Kettani 1993；引述內容來自p.663。
[27]Barica 1979；Bonomi et al.1979；NRC 1992：188–91；ReVelle and ReVelle 1992：395–7；Schroder 1979。華盛頓湖相關細節請見Edmondson 1991。
[28]Gorman 1993：106–7；九成海洋物種居住在大陸架的沿海水域，只佔整個海洋空間不到1%。
[29]Elmgren 1989；Larssen et al.1985；Linden 1990：8。Ambio,1990,19（3）特別探討了波羅的海富養化。
[30]Adler et al.1993；Alderton 1985.
[31]分析臍帶後發現，懷孕婦女飲食中的甲基汞含量在20世紀30年代末期及40年代初達到高峰，之後又在50年代末到1965年攀高。日本人習慣保留臍帶以治療重大疾病（Nishigaki and Harada 1975）。
[32]到了1990年，水俁病已造成987個死亡案例，還有2239人患病，另有2903人申請正式受害者身份（Ui 1992b：131,citing the Japanese Environmental Agency）。有些受害者來自日本其他地區。
[33]1995年以地中海為邊界的所有國家，總人口約4億，地中海海岸行政區人口則約1.3億。
[34]De Walle et al.1993a：59.
[35]Stanners and Bourdeau 1995：495.
[36]De Walle,et al.1993b：6,62–3；Le Lourd 1977；Stanners and Bourdeau 1995：118。20世紀80年代，地中海盆地約有50座煉油廠。
[37]Grenon and Batisse 1989：103–5。我對他們的數據解讀不同，將意大利全數視為地中海地區而非只有一半。他們使用的測量單位為工業增加值，以美元計算。
[38]1982年在雅典或埃來弗西斯（Elefsis，雅典西北方的工業區）附近捕到的烏魚，PCBs與DDT含量為20公里遠處捕到烏魚的15～18倍。（Vassilopoulos and Nikopoulou-Tamvakli 1993；同時請見Katsoulis and Tsangaris 1994）。
[39]Tuncer et al.1993。1985年左右的伊茲密爾灣污染數據出於Turkiye Cevre Sorunlar1 Vakf1 1991：216–20。
[40]有關薩羅尼克灣請見Vassilopoulos and Nikopoulou-Tamvakli 1993：432。
[41]Bethoux et al.1990；Marchetti and Rinaldi 1989。
[42]Stanners and Bourdeau 1995：120–1.
[43]比較判斷請見Albaigues et al.1985。
[44]Molinelli-Cancellieri 1995.
[45]De Walle,et al.1993a：79.
[46]有關地中海行動計劃的政治面請見Antoine 1993 and Haas 1990。
[47]Earle 1995：254–55；Gorman 1993：34,39,114.
[48]Prager 1993：87–131檢討了國際限制海洋污染的努力，Gorman 1993：69–92亦有相關討論。