純淨的水——大自然的奇跡

水並不是只能用一次的東西。幾千年來，人們一直用著你如今每日所用的水！

水在自然界的潔淨過程，使一代復一代的人得以享受純淨的水，無疑反映出一種偉大的智慧。同時，人類有責任要與天然的潔淨系統合作，使其能夠不受過度干擾地發揮作用。

自潔系統

來自太陽的熱力使水從海洋、湖泊的表面以及其他水源和隰地蒸發。這種蒸發每天將大量的水提升到大氣層中，即使水流或海面是污穢或鹹的，蒸發了的水卻差不多是完全純淨的。

過了相當時間之後，水變成雨（或雪）落回地上，落下時帶著灰塵和其他微粒而潔淨空氣。雨落到地上時也洗淨了植物和其他表面。有些水流入江河，有些水滲入地裡。可是，當你從一口好井汲出水來時，水不是污穢的。它已變成優良純淨的食水！是什麼使它變成這樣的呢？

水一滲入地裡便接受機械潔淨的第一步，土壤在這個步驟中擔任過濾作用。當水流過土壤時，固體粒子便留在土裡。

可是，水裡有些有機雜質和其他東西是土壤的過濾作用所不能除去的。但水的潔淨作用卻對它們另有安排。

生物的潔淨作用

通過土壤時不能濾出的水中雜質改由生物的潔淨作用去處理。過程進行時，土中無數不同的微生物在這些雜質中發揮作用。當水緩慢地滲入土壤之際，微菌和其他有機體就以水裡的各種雜質作為食物。微菌的消化系統把雜質分解成植物可用的養分。

當水在這項過程中潔淨了時，它又從土壤吸收各種有益的礦物質。這些礦物質使食水增加滋味。因此若干地方的地下水不須再加潔淨就已成為優良的食水了。

江河、湖泊和海洋也被設計成具有類似的潔淨作用。固體雜質大部分沉落水底，生物作用則除去其他雜質。雨水把大量養分從土壤沖入水流，包括多種氮和磷的化合物和無數不同的物質。江河、湖泊和海洋裡的微生物處理這些物質，把它們分解成養分，作為水中植物的食物。當水流獲得適量的養分時，便會保持平衡狀態使水得以保持潔淨。

同時，水中植物受到陽光照射時就在水中產生氧氣。微生物和魚類都需要氧氣維生。因此，整個安排在秩序、合作和效果方面的確令人驚異。

人所造成的難題

幾千年來，天然的自潔系統發揮極好的作用而沒有任何難題。但是人類聚居於日益擴大的城市中所造成的難題卻逐漸干擾了自然界的平衡。

較早時候，人在城市興建許多排水系統。它們排出未經處理的污水和廢物，直接沖入各種水流裡，這可說是水染污的開始。後來，天然的潔淨系統不勝負荷。因此許多流經城市的江河遂逐漸淪為發出臭氣的露天下水道。

若有太多廢物被排入水流裡，便會有什麼事發生呢？首先是微生物迅速繁殖，植物亦然。於是水開始變成混濁。為了產生氧氣，水中植物需要陽光。但水的混濁卻阻撓陽光透入水下。因此，在水下較深之處的植物遂開始死去和腐化。

植物腐化所使用的氧氣較活的植物所產生的為多。氧氣的供應於是逐漸枯竭。這樣，倚靠氧氣維生的微生物和魚遂紛紛死去。

日增的染污和工業增長已在許多地方造成這樣的難題。由於人的無知兼漠不關心，大量廢物和毒素被排入水裡。天然的潔淨系統無法迅速地將其中和。

結果，有些十分危險的物質遂進入了植物、魚類、鳥類和人體之內。久而久之，立例管制和處理廢物的需要變成顯而易見。當人採取行動去改善染污了的水流時，結果導致顯著的進步。但這件事是怎樣成就的呢？

污水的處理

污水的處理是主要因素。方法是利用天然的生物潔淨過程。讓我們看看污水在經過典型的處理場時有什麼事發生。

既然水裡含有較大的固體物質，因此首先要經過一層濾幕以濾出較大的固體。然後水緩慢地流過一處細小的盆地，沉重的物質例如沙礫，在其中沉落水底，於是水便澄清了許多，這個盆地稱為沙礫室。

水在次一步流入一個較大的沉澱盆地，在那裡緩緩地流動一、二小時。水中的污物或沉澱物沉落底部，然後將其抽去。

可是，到這個階段依然有不少有機物質藏在水中。因此次一步是將水輸入生物場中，由微生物作「高性能的處理」。大型污水處理場通常是在污水流到空氣槽時加入大量微生物去處理。正如「空氣槽」一詞所提示，在這裡將空氣或純氧氣吹入水中。污水中的微生物有大量氧氣和食物供應。於是遂迅速繁殖而有效地分解雜質。

在此之後，有一個澄清槽把微生物從純淨的水分開。微生物沉在槽底，這時相當潔淨的水就可以排入江河或湖泊裡了。可是這樣的水也許仍然含有許多細菌，其中有些是可以致病的。為了這緣故，這些水通常要加以消毒，例如用氯或臭氧去殺滅危險的微菌。

改善了的潔淨作用

近數年來，不少國家曾試圖改善污水的處理，目的是要更有效地從水中除去磷和氮的化合物。人類排泄物和多種洗潔劑均含有大量的磷，生物的處理只能將其除去三分之一左右。

磷若不除去，便會使水中的藻類大量滋生。因此在實行了生物處理之後便要投入化學物質，使其附在水中百分之九十的磷之上，然後將之作為沉澱物從槽底收集起來。工業廢物中的硫酸鋁或硫酸亞鐵都可以作這種用途。

其他化學－物理方法也受到採納以期使水獲致更高程度的純淨。方法包括用激化的碳將雜質吸收或用其他吸收劑、逆轉混合劑、離子轉換劑或蒸餾過程等。

建造污水處理場或處理工作本身都相當昂貴。但這是人口集中和工業化所必須付出的部分代價。既知道純淨的水是多麼寶貴，大多數人無疑會樂於作出些少犧牲，使這種重要液體的天然循環能繼續少受干擾。

［第27頁的圖片］

污水處理場的簡單模型（排版後的式樣，見出版物）

污水

中央控制

濾幕

沙礫排除處

螺旋抽水機

初步混合空氣

過剩的沉澱物

初步沉澱

混合空氣盆地

第二步澄清

衡量堤

進入環境