纯净的水——大自然的奇迹

水并不是只能用一次的东西。几千年来，人们一直用着你如今每日所用的水！

水在自然界的洁净过程，使一代复一代的人得以享受纯净的水，无疑反映出一种伟大的智慧。同时，人类有责任要与天然的洁净系统合作，使其能够不受过度干扰地发挥作用。

自洁系统

来自太阳的热力使水从海洋、湖泊的表面以及其他水源和隰地蒸发。这种蒸发每天将大量的水提升到大气层中，即使水流或海面是污秽或咸的，蒸发了的水却差不多是完全纯净的。

过了相当时间之后，水变成雨（或雪）落回地上，落下时带着灰尘和其他微粒而洁净空气。雨落到地上时也洗净了植物和其他表面。有些水流入江河，有些水渗入地里。可是，当你从一口好井汲出水来时，水不是污秽的。它已变成优良纯净的食水！是什么使它变成这样的呢？

水一渗入地里便接受机械洁净的第一步，土壤在这个步骤中担任过滤作用。当水流过土壤时，固体粒子便留在土里。

可是，水里有些有机杂质和其他东西是土壤的过滤作用所不能除去的。但水的洁净作用却对它们另有安排。

生物的洁净作用

通过土壤时不能滤出的水中杂质改由生物的洁净作用去处理。过程进行时，土中无数不同的微生物在这些杂质中发挥作用。当水缓慢地渗入土壤之际，微菌和其他有机体就以水里的各种杂质作为食物。微菌的消化系统把杂质分解成植物可用的养分。

当水在这项过程中洁净了时，它又从土壤吸收各种有益的鑛物质。这些鑛物质使食水增加滋味。因此若干地方的地下水不须再加洁净就已成为优良的食水了。

江河、湖泊和海洋也被设计成具有类似的洁净作用。固体杂质大部分沉落水底，生物作用则除去其他杂质。雨水把大量养分从土壤冲入水流，包括多种氮和磷的化合物和无数不同的物质。江河、湖泊和海洋里的微生物处理这些物质，把它们分解成养分，作为水中植物的食物。当水流获得适量的养分时，便会保持平衡状态使水得以保持洁净。

同时，水中植物受到阳光照射时就在水中产生氧气。微生物和鱼类都需要氧气维生。因此，整个安排在秩序、合作和效果方面的确令人惊异。

人所造成的难题

几千年来，天然的自洁系统发挥极好的作用而没有任何难题。但是人类聚居于日益扩大的城市中所造成的难题却逐渐干扰了自然界的平衡。

较早时候，人在城市兴建许多排水系统。它们排出未经处理的污水和废物，直接冲入各种水流里，这可说是水染污的开始。后来，天然的洁净系统不胜负荷。因此许多流经城市的江河遂逐渐沦为发出臭气的露天下水道。

若有太多废物被排入水流里，便会有什么事发生呢？首先是微生物迅速繁殖，植物亦然。于是水开始变成混浊。为了产生氧气，水中植物需要阳光。但水的混浊却阻挠阳光透入水下。因此，在水下较深之处的植物遂开始死去和腐化。

植物腐化所使用的氧气较活的植物所产生的为多。氧气的供应于是逐渐枯竭。这样，倚靠氧气维生的微生物和鱼遂纷纷死去。

日增的染污和工业增长已在许多地方造成这样的难题。由于人的无知兼漠不关心，大量废物和毒素被排入水里。天然的洁净系统无法迅速地将其中和。

结果，有些十分危险的物质遂进入了植物、鱼类、鸟类和人体之内。久而久之，立例管制和处理废物的需要变成显而易见。当人采取行动去改善染污了的水流时，结果导致显著的进步。但这件事是怎样成就的呢？

污水的处理

污水的处理是主要因素。方法是利用天然的生物洁净过程。让我们看看污水在经过典型的处理场时有什么事发生。

既然水里含有较大的固体物质，因此首先要经过一层滤幕以滤出较大的固体。然后水缓慢地流过一处细小的盆地，沉重的物质例如沙砾，在其中沉落水底，于是水便澄清了许多，这个盆地称为沙砾室。

水在次一步流入一个较大的沉淀盆地，在那里缓缓地流动一、二小时。水中的污物或沉淀物沉落底部，然后将其抽去。

可是，到这个阶段依然有不少有机物质藏在水中。因此次一步是将水输入生物场中，由微生物作“高性能的处理”。大型污水处理场通常是在污水流到空气槽时加入大量微生物去处理。正如“空气槽”一词所提示，在这里将空气或纯氧气吹入水中。污水中的微生物有大量氧气和食物供应。于是遂迅速繁殖而有效地分解杂质。

在此之后，有一个澄清槽把微生物从纯净的水分开。微生物沉在槽底，这时相当洁净的水就可以排入江河或湖泊里了。可是这样的水也许仍然含有许多细菌，其中有些是可以致病的。为了这缘故，这些水通常要加以消毒，例如用氯或臭氧去杀灭危险的微菌。

改善了的洁净作用

近数年来，不少国家曾试图改善污水的处理，目的是要更有效地从水中除去磷和氮的化合物。人类排泄物和多种洗洁剂均含有大量的磷，生物的处理只能将其除去三分之一左右。

磷若不除去，便会使水中的藻类大量滋生。因此在实行了生物处理之后便要投入化学物质，使其附在水中百分之九十的磷之上，然后将之作为沉淀物从槽底收集起来。工业废物中的硫酸铝或硫酸亚铁都可以作这种用途。

其他化学－物理方法也受到采纳以期使水获致更高程度的纯净。方法包括用激化的碳将杂质吸收或用其他吸收剂、逆转混合剂、离子转换剂或蒸馏过程等。

建造污水处理场或处理工作本身都相当昂贵。但这是人口集中和工业化所必须付出的部分代价。既知道纯净的水是多么宝贵，大多数人无疑会乐于作出些少牺牲，使这种重要液体的天然循环能继续少受干扰。

［第27页的图片］

污水处理场的简单模型（排版后的式样，见出版物）

污水

中央控制

滤幕

沙砾排除处

螺旋抽水机

初步混合空气

过剩的沉淀物

初步沉淀

混合空气盆地

第二步澄清

衡量堤

进入环境