自來水的秘密：它們從哪兒來

在城市里，人們只要擰開水龍頭，就能流出清澈的自來水，滿足大家的需要。但是，自來水并不是天然存在的。從自然界中存在的水資源到我們能放心使用的自來水，中間經(jīng)歷了很多過程，有很多人在為此辛勞工作。讓我們來看看它的奔流道路。

第一步：尋找水源

一滴水從自然界到我們家中的水龍頭之旅，是從水源地開始的。自來水廠從城市附近的水源地取水，水源地的距離和水質(zhì)好壞決定了自來水的成本。雖然地球上大部分面積被水覆蓋，但只有那些經(jīng)過一定處理后，能夠合乎飲用水標(biāo)準(zhǔn)的才能成為自來水的水源。各地的人們都會盡量保護(hù)飲用水的水源地，因為這攸關(guān)自己的健康。

城市越大，住在城市里的人們的生產(chǎn)和生活用水的需求也就越大。如果城市附近水資源缺乏，或者附近水源地水質(zhì)很差，這個城市的供水壓力就會增大。因為這樣就需要更多的處理和更高級的工藝，才能讓自來水的水質(zhì)合乎標(biāo)準(zhǔn)。

遺憾的是，我國是一個人均水資源非常匱乏的國家，水質(zhì)的污染問題也相當(dāng)嚴(yán)重。我國把地表水域的水體按照水質(zhì)劃分為5個級別，其中Ⅰ類水質(zhì)最好，是源頭水，Ⅱ類是飲用水一級保護(hù)區(qū)，Ⅲ類是飲用水二級保護(hù)區(qū)，這三類水域可以作為飲用水水源。Ⅳ類適用于工業(yè)用水，Ⅴ類適用于農(nóng)業(yè)用水，不但不能作為飲用水的水源，甚至都不能適用于直接接觸人體的用水。按照這個標(biāo)準(zhǔn)，全國有一半以上的地表水體遭受不同程度的污染，甚至有20%左右的水體連Ⅴ類的標(biāo)準(zhǔn)都達(dá)不到，水資源的現(xiàn)狀是相當(dāng)嚴(yán)峻的。

除了地表水之外，地下水也是自來水的重要水源，但同樣面臨過度開采和污染的問題。在一些城市，由于過度開采地下水帶來的地面沉降，已經(jīng)威脅到了建筑物的安全。

第二步：水的凈化

水源地的水質(zhì)有好有壞，但或多或少都合有各種致病微生物和雜質(zhì)，很少有能直接飲用的。有句著名的飲用水廣告說“我們不生產(chǎn)水，我們只是大自然的搬運工”，這個“搬運”其實很有技術(shù)含量?！鞍徇\”的只能是水，而水中的病原蟲、病原菌、泥沙、藻類、重金屬等等雜質(zhì)，則不能帶走。

水從水源地來到自來水廠，首先要除去的是泥沙和比較大的雜質(zhì)，然后第一次加氯，殺死其中的藻類和蟲子。除去泥沙和生物之后的水，就來到了“混凝”和“絮凝”工序。在這道工序中，自來水廠向水中加入化學(xué)藥品，充分?jǐn)嚢柚?，水中的雜質(zhì)與加入的藥劑反應(yīng)，變成絮狀的沉淀物。隨后，這些沉淀物會在過濾池中被層層過濾，留下雜質(zhì)，流走清水。

絮凝常用的化學(xué)藥品是明礬等合鋁的鹽類，簡單有效，成本低廉。但是，過多的鋁離子對人體有害。所以需要精確控制藥品的投放量，或者換用其他更為安全的藥品，比如聚合硫酸混凝劑或生物絮凝劑。

絮凝和過濾之后的水外觀已經(jīng)非常清澈，但還有很多肉眼看不見的有害物質(zhì)，特別是病毒、致病細(xì)菌和微生物，這就需要消毒。

第三步：管網(wǎng)運輸

來自水源地的天然水，經(jīng)過自來水廠的處理之后，出廠時已經(jīng)達(dá)到了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。但自來水還要經(jīng)過管道的輸送，才能到達(dá)我們家里?！八吞幜鳌?，要讓水流向城市里各個需要自來水的地方，靠自然的流動是不行的，需要高壓水泵的加壓，才能讓自來水乖乖進(jìn)入供水管網(wǎng)，以充分的效率流動。

好不容易凈化、消毒了的自來水，怎么能保證它在供水管網(wǎng)中流動時不遭受二次污染，安全、有效地運送到千家萬戶呢？

一方面，我們上一期說過，供水管網(wǎng)大部分時候埋在地下，面臨不同的潮濕程度、酸堿程度，還有不同的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，情況相當(dāng)復(fù)雜。供水管網(wǎng)中的自來水都是加壓的，設(shè)計和施工的時候還要計算水流的速度和壓力，才能既保障供水效率，又盡量降低滲漏和污染的風(fēng)險。施工完畢之后，必須對安裝的管線進(jìn)行消毒，才能投入使用。一旦有某段管線受到污染，或者消毒清理不徹底，與它相連的所有管線都會面臨復(fù)雜繁重的清理工作，嚴(yán)重的甚至必須挖開更換。

另一方面，管線本身是有壽命的，一個城市的供水管網(wǎng)當(dāng)然不可能是一蹴而就，通常都是經(jīng)歷了一段時間的發(fā)展過程，早期采用的管線材料，比如金屬材質(zhì)或聚乙烯材質(zhì)，原本就更容易銹蝕或破損，又經(jīng)歷了長時間的老化，這就需要及時更換和升級。有時，供水管線還會遭到人為破壞，比如有些居民私自改裝線路，采用的材料不合規(guī)范，或者沒有經(jīng)過嚴(yán)格的消毒清理，就會造成污染。

另外，自來水中合有的一些物質(zhì)，比如殘留的氯，可能與管線內(nèi)壁發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成水垢。有些地方的水質(zhì)很硬，礦物質(zhì)在管道內(nèi)壁沉淀，也會結(jié)垢，這都需要定期清理。因此，日常的巡視、維護(hù)、監(jiān)測工作也非常重要。

第四步：增壓到戶

當(dāng)自來水來到我們居住的小區(qū)里，又遇到另一個問題：要怎樣讓高層住宅的住戶也順利用到自來水呢？要讓水來到高樓的頂層，需要很大的壓力，單憑供水管網(wǎng)中的壓力是不夠的。這就需要小區(qū)采用蓄水池和增壓系統(tǒng)。有的小區(qū)在高樓頂部建有水箱，用高壓水泵把水抽到水箱中，讓每層樓都只要打開水龍頭，就能輕松獲取自來水。采用這種技術(shù)的樓房，高層的水壓比低層的小。如果建筑物的樓層非常多，一般會采用“調(diào)頻供水增壓系統(tǒng)”，這樣各個樓層的水壓都會差不多。當(dāng)然，蓄水池和水箱的清潔，是另一個需要額外注意的問題。

自來水的處理和輸送，都是按照飲用水的標(biāo)準(zhǔn)來做的。但是，我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂米詠硭?，只有一部分是用來飲用、清洗食物、直接接觸皮膚的，還有—部分用途，比如洗衣服、沖馬桶、拖地板、澆花等等，實際上并不需要如此高的標(biāo)準(zhǔn)。在有的地方，這類用途的水可以使用再處理過的中水和雨水，既減輕了對水資源的需求，又減少了污水的排放，堪稱一舉兩得的好事。