厕所和下水道技术需要重新出发 - 彭博社

一个由艺术家Maurizio Cattelan创作的实心黄金马桶，位于英格兰伍德斯托克的布伦海姆宫。

摄影师：LEON NEAL/Getty Images 欧洲当人们认真考虑卫生设施时，他们往往会赞扬它。2007年，《英国医学杂志》的读者们将卫生革命评为“自1840年以来最重要的医学里程碑”。2018年，《Atlas Obscura》的读者们在其“平凡疯狂”比赛中将下水道评为“最了不起的日常发明”。

这并不完全错误；构成市政废水系统的庞大、大部分看不见的厕所、管道和处理厂网络确实让我们许多人能够在不臭气熏天的不断增长的城市中过上更长寿、更健康的生活。我们应该对此心存感激，也要感谢那些让这些系统运转的人。但这些肤浅的评估忽略了这种至关重要的基础设施，这种基础设施已经设计了100多年，现在却无法为我们服务，也无法应对21世纪的挑战。

BloombergCityLab为什么巴黎奥运会将成为木质建筑的谦逊展示哈拉雷承诺最终修复（部分）布满坑洼的道路迈阿密海滩花费25万美元告诉春假者远离区划改革，现在是一个两党支持的事业，试图扩大帐篷新的进步往往只是微调这种旧模式：例如，通过用新的低流量技术替换旧的低效马桶，一个家庭可以减少居住用水约每年约13,000加仑，根据环境保护局的说法。但事实仍然是，这些系统是在关注水资源短缺之前开发的，它们设计上会浪费水。水的强流对下水道的运作至关重要。对水资源保护的值得赞赏的热情已经迫使一些城市偶尔用水冲洗他们停滞的下水道，并用化学品处理它们，以免发臭。

在下水道内，现代垃圾如湿巾与快餐饮食中的油脂结合形成了堵塞管道的巨大油脂块。许多较旧的下水道系统将雨水排入其中 — 这是最初的维多利亚时代下水道规划者做出的选择，部分原因是建造单一下水道更便宜，另一部分原因是雨水有助于冲洗进入管道的淤泥。20世纪城市增加了污水处理厂时，他们有意安排下水道在暴雨期间溢出，以免多余的水淹没处理厂的工艺。在这些事件中，月经用品和避孕套连同粪便和病原体一起漂出水道。

污水处理厂基于20世纪初开发的一种技术，这种技术越来越无法消除当今一些家庭和工业化学品，这些化学品随后随着液体或固体排放物一起从厂区流出，通常流入水道并被传播到田地上。增加处理阶段以去除这些污染物是许多市政府无法承担的奢侈。

这些系统容易受气候变化的影响，特别是受到海平面上升和强烈风暴的影响。例如，2017年，一座将近60年历史的佛罗里达处理厂在飓风伊尔玛期间向印第安河泻出1050万加仑污水。一项计划建议将该处理厂迁至内陆，预计需要六年时间，耗资1.56亿美元。这些系统还可能加剧气候变化，通过释放温室气体和消耗大量能源，因为它们不断地通过污水抽气。在美国，供水和污水设施可能占据市政府能源预算的高达40%。

具有讽刺意味的是，一些人拿这些系统的优越性作为证据的事实却是它们最大的缺陷。根据世界卫生组织和联合国儿童基金会的《水供应、卫生和卫生监测计划》，全球一半以上的人口没有被称为“安全管理卫生设施”，这意味着他们的厕所废物从未被处理。 一项估计 每年有432,000例腹泻死亡 — 以及更多的疾病 — 与卫生设施不足有关。这场全球范围的厕所危机是一场政治和社会失败，但也是由于“黄金标准”系统的笨重和高昂成本。许多较贫困的城市安装了传统的废水处理厂，但在几年内看到它们因缺乏运营资金、供应、专业知识或持续电力而失败。 2019年WaterAid的研究 发现，在墨西哥研究的废水处理厂中有95%不起作用，在加纳有80%不起作用。在印度，超过一半的废水处理厂运行不佳或非常不佳。

创新者提出了新的方法来处理市政卫生设施 — 尽管这是一个不被广泛讨论的研究领域，原因你可能能猜到。其中一些想法包括使用压力或真空来使用更少水的不同类型下水道。 重力下水道的“简化”版本 可以更窄，埋得更浅，使其更容易和更便宜安装。在下水道不可行的地方，涉及将人类废物堆肥成肥料的 基于容器的系统的概念 — 这是前下水道城市的“夜间粪便”收集器 的当代更新 — 在像海地这样的地方被证明是有效的。地下水箱和坑也可以提供一个安全和可持续的选择；将服务纳入模型是关键，因为美国的许多化粪池由于老化或缺乏维护而 失效，导致病原体和营养物质污染。

厕所本身是其他技术改进的焦点 — 或许早就该进行改进了，因为现代冲水马桶与19世纪可用的马桶并没有太大不同。新的马桶设计可以无缝地分离尿液，使其更容易转化为肥料或其他产品，如消毒剂。另一方面，没有尿液的粪便可以更容易地进行堆肥处理，转化为用于烹饪的燃料块，甚至可以喂给黑家蝇幼虫，这些幼虫反过来可以成为鱼类和家禽的饲料。

现有的传统污水基础设施也可以通过重新利用处理过的废水和从污水中提取能源、营养物质和原材料来变得更加可持续，这些方法已经被充分验证但使用率较低，比如厌氧消化，以及一些新方法。在温哥华，一个地区多年来一直在使用热泵从未经处理的污水中回收热量，帮助该市降低温室气体排放。该市的一个污水处理厂将很快试点一项技术，将污泥 — 处理过程中产生的固体残渣 —转化为低碳燃料。

冠状病毒大流行还突显了从厕所和下水道收集健康数据的潜力。污水监测和流行病学领域在过去的二十年里慢慢发展，但新冠疫情加速了这项工作。因为感染者在排泄物中释放出SARS-CoV-2的微粒，污水可以作为一种集合粪便样本的方式，补充其他类型的公共卫生数据，如临床检测，以监测社区中的感染趋势。许多专家希望看到新创建的监测项目继续下去，监测社区的一切，从季节性流感到滥用药物。

如果这听起来像一系列令人眩晕的想法，那是一件好事。一个多世纪以来，我们一直生活在一个关于卫生系统的独特理想中，即使在实践中我们已经偏离了这个理想。但是人类社会并不都是一样的，因此卫生系统应该提供一系列反映真实需求的选择，从财务到环境到文化，同时仍然提供将社区与集体排泄物隔离的基本服务。我们应该发展和接受许多黄金标准，而不是技术的等级制度。

最近，美国土木工程师协会发布了其2021年美国基础设施报告卡，再次给予该国污水系统D+的评级，指出“长期的投资不足趋势”。一项新的基础设施法案可能提供了纠正这一问题的机会。在乔·拜登总统的美国工作计划中，拟议的1110亿美元用于水相关基础设施投资中，560亿美元用于“现代化”水系统，尽管该提议并不具体说明其中多少应该用于污水系统，如下水道和化粪池。

除了解决传统系统的紧迫问题外，一些资源也可以用于推动新想法和新方法。据ASCE称，美国约15%的污水处理厂已超出设计容量；随着城市的发展，政策和法规可以鼓励新建筑和开发项目采用处理和重复利用厕所废水和“灰水”技术，而不是扩建这些系统。根据ASCE的数据，旧金山等城市正在朝着这个方向发展。

美国应特别关注那些被忽视在过去下水道繁荣中的低收入、常常是非白人社区，他们有潜力成为发展高效用水、能源、养分和成本的新卫生技术的领导者，可能会使资源和就业机会留在社区，而不是被冲走。他们比任何人都知道马桶如何让我们失望。美国应特别关注那些被忽视在过去下水道繁荣中的低收入、常常是非白人社区。

切尔西·沃尔德是一位屡获殊荣的科学作家，自2013年以来一直报道马桶问题。她的第一本书，《管道梦想：改变马桶的紧迫全球追求》，于2021年4月出版。