廁所和下水道技術需要重新出發 - 彭博社

一個由藝術家Maurizio Cattelan創作的實心黃金馬桶，位於英格蘭伍德斯托克的布倫海姆宮。

攝影師：LEON NEAL/Getty Images 歐洲當人們認真考慮衞生設施時，他們往往會讚揚它。2007年，《英國醫學雜誌》的讀者們將衞生革命評為“自1840年以來最重要的醫學里程碑”。2018年，《Atlas Obscura》的讀者們在其“平凡瘋狂”比賽中將下水道評為“最了不起的日常發明”。

這並不完全錯誤；構成市政廢水系統的龐大、大部分看不見的廁所、管道和處理廠網絡確實讓我們許多人能夠在不臭氣熏天的不斷增長的城市中過上更長壽、更健康的生活。我們應該對此心存感激，也要感謝那些讓這些系統運轉的人。但這些膚淺的評估忽略了這種至關重要的基礎設施，這種基礎設施已經設計了100多年，現在卻無法為我們服務，也無法應對21世紀的挑戰。

BloombergCityLab為什麼巴黎奧運會將成為木質建築的謙遜展示哈拉雷承諾最終修復（部分）佈滿坑窪的道路邁阿密海灘花費25萬美元告訴春假者遠離區劃改革，現在是一個兩黨支持的事業，試圖擴大帳篷新的進步往往只是微調這種舊模式：例如，通過用新的低流量技術替換舊的低效馬桶，一個家庭可以減少居住用水約每年約13,000加侖，根據環境保護局的説法。但事實仍然是，這些系統是在關注水資源短缺之前開發的，它們設計上會浪費水。水的強流對下水道的運作至關重要。對水資源保護的值得讚賞的熱情已經迫使一些城市偶爾用水沖洗他們停滯的下水道，並用化學品處理它們，以免發臭。

在下水道內，現代垃圾如濕巾與快餐飲食中的油脂結合形成了堵塞管道的巨大油脂塊。許多較舊的下水道系統將雨水排入其中 — 這是最初的維多利亞時代下水道規劃者做出的選擇，部分原因是建造單一下水道更便宜，另一部分原因是雨水有助於沖洗進入管道的淤泥。20世紀城市增加了污水處理廠時，他們有意安排下水道在暴雨期間溢出，以免多餘的水淹沒處理廠的工藝。在這些事件中，月經用品和避孕套連同糞便和病原體一起漂出水道。

污水處理廠基於20世紀初開發的一種技術，這種技術越來越無法消除當今一些家庭和工業化學品，這些化學品隨後隨着液體或固體排放物一起從廠區流出，通常流入水道並被傳播到田地上。增加處理階段以去除這些污染物是許多市政府無法承擔的奢侈。

這些系統容易受氣候變化的影響，特別是受到海平面上升和強烈風暴的影響。例如，2017年，一座將近60年曆史的佛羅里達處理廠在颶風伊爾瑪期間向印第安河瀉出1050萬加侖污水。一項計劃建議將該處理廠遷至內陸，預計需要六年時間，耗資1.56億美元。這些系統還可能加劇氣候變化，通過釋放温室氣體和消耗大量能源，因為它們不斷地通過污水抽氣。在美國，供水和污水設施可能佔據市政府能源預算的高達40%。

具有諷刺意味的是，一些人拿這些系統的優越性作為證據的事實卻是它們最大的缺陷。根據世界衞生組織和聯合國兒童基金會的《水供應、衞生和衞生監測計劃》，全球一半以上的人口沒有被稱為“安全管理衞生設施”，這意味着他們的廁所廢物從未被處理。 一項估計 每年有432,000例腹瀉死亡 — 以及更多的疾病 — 與衞生設施不足有關。這場全球範圍的廁所危機是一場政治和社會失敗，但也是由於“黃金標準”系統的笨重和高昂成本。許多較貧困的城市安裝了傳統的廢水處理廠，但在幾年內看到它們因缺乏運營資金、供應、專業知識或持續電力而失敗。 2019年WaterAid的研究 發現，在墨西哥研究的廢水處理廠中有95%不起作用，在加納有80%不起作用。在印度，超過一半的廢水處理廠運行不佳或非常不佳。

創新者提出了新的方法來處理市政衞生設施 — 儘管這是一個不被廣泛討論的研究領域，原因你可能能猜到。其中一些想法包括使用壓力或真空來使用更少水的不同類型下水道。 重力下水道的“簡化”版本 可以更窄，埋得更淺，使其更容易和更便宜安裝。在下水道不可行的地方，涉及將人類廢物堆肥成肥料的 基於容器的系統的概念 — 這是前下水道城市的“夜間糞便”收集器 的當代更新 — 在像海地這樣的地方被證明是有效的。地下水箱和坑也可以提供一個安全和可持續的選擇；將服務納入模型是關鍵，因為美國的許多化糞池由於老化或缺乏維護而 失效，導致病原體和營養物質污染。

廁所本身是其他技術改進的焦點 — 或許早就該進行改進了，因為現代沖水馬桶與19世紀可用的馬桶並沒有太大不同。新的馬桶設計可以無縫地分離尿液，使其更容易轉化為肥料或其他產品，如消毒劑。另一方面，沒有尿液的糞便可以更容易地進行堆肥處理，轉化為用於烹飪的燃料塊，甚至可以餵給黑家蠅幼蟲，這些幼蟲反過來可以成為魚類和家禽的飼料。

現有的傳統污水基礎設施也可以通過重新利用處理過的廢水和從污水中提取能源、營養物質和原材料來變得更加可持續，這些方法已經被充分驗證但使用率較低，比如厭氧消化，以及一些新方法。在温哥華，一個地區多年來一直在使用熱泵從未經處理的污水中回收熱量，幫助該市降低温室氣體排放。該市的一個污水處理廠將很快試點一項技術，將污泥 — 處理過程中產生的固體殘渣 —轉化為低碳燃料。

冠狀病毒大流行還突顯了從廁所和下水道收集健康數據的潛力。污水監測和流行病學領域在過去的二十年裏慢慢發展，但新冠疫情加速了這項工作。因為感染者在排泄物中釋放出SARS-CoV-2的微粒，污水可以作為一種集合糞便樣本的方式，補充其他類型的公共衞生數據，如臨牀檢測，以監測社區中的感染趨勢。許多專家希望看到新創建的監測項目繼續下去，監測社區的一切，從季節性流感到濫用藥物。

如果這聽起來像一系列令人眩暈的想法，那是一件好事。一個多世紀以來，我們一直生活在一個關於衞生系統的獨特理想中，即使在實踐中我們已經偏離了這個理想。但是人類社會並不都是一樣的，因此衞生系統應該提供一系列反映真實需求的選擇，從財務到環境到文化，同時仍然提供將社區與集體排泄物隔離的基本服務。我們應該發展和接受許多黃金標準，而不是技術的等級制度。

最近，美國土木工程師協會發布了其2021年美國基礎設施報告卡，再次給予該國污水系統D+的評級，指出“長期的投資不足趨勢”。一項新的基礎設施法案可能提供了糾正這一問題的機會。在喬·拜登總統的美國工作計劃中，擬議的1110億美元用於水相關基礎設施投資中，560億美元用於“現代化”水系統，儘管該提議並不具體説明其中多少應該用於污水系統，如下水道和化糞池。

除了解決傳統系統的緊迫問題外，一些資源也可以用於推動新想法和新方法。據ASCE稱，美國約15%的污水處理廠已超出設計容量；隨着城市的發展，政策和法規可以鼓勵新建築和開發項目採用處理和重複利用廁所廢水和“灰水”技術，而不是擴建這些系統。根據ASCE的數據，舊金山等城市正在朝着這個方向發展。

美國應特別關注那些被忽視在過去下水道繁榮中的低收入、常常是非白人社區，他們有潛力成為發展高效用水、能源、養分和成本的新衞生技術的領導者，可能會使資源和就業機會留在社區，而不是被沖走。他們比任何人都知道馬桶如何讓我們失望。美國應特別關注那些被忽視在過去下水道繁榮中的低收入、常常是非白人社區。

切爾西·沃爾德是一位屢獲殊榮的科學作家，自2013年以來一直報道馬桶問題。她的第一本書，《管道夢想：改變馬桶的緊迫全球追求》，於2021年4月出版。