自来水的秘密：它们从哪儿来

在城市里，人们只要拧开水龙头，就能流出清澈的自来水，满足大家的需要。但是，自来水并不是天然存在的。从自然界中存在的水资源到我们能放心使用的自来水，中间经历了很多过程，有很多人在为此辛劳工作。让我们来看看它的奔流道路。

第一步：寻找水源

一滴水从自然界到我们家中的水龙头之旅，是从水源地开始的。自来水厂从城市附近的水源地取水，水源地的距离和水质好坏决定了自来水的成本。虽然地球上大部分面积被水覆盖，但只有那些经过一定处理后，能够合乎饮用水标准的才能成为自来水的水源。各地的人们都会尽量保护饮用水的水源地，因为这攸关自己的健康。

城市越大，住在城市里的人们的生产和生活用水的需求也就越大。如果城市附近水资源缺乏，或者附近水源地水质很差，这个城市的供水压力就会增大。因为这样就需要更多的处理和更高级的工艺，才能让自来水的水质合乎标准。

遗憾的是，我国是一个人均水资源非常匮乏的国家，水质的污染问题也相当严重。我国把地表水域的水体按照水质划分为5个级别，其中Ⅰ类水质最好，是源头水，Ⅱ类是饮用水一级保护区，Ⅲ类是饮用水二级保护区，这三类水域可以作为饮用水水源。Ⅳ类适用于工业用水，Ⅴ类适用于农业用水，不但不能作为饮用水的水源，甚至都不能适用于直接接触人体的用水。按照这个标准，全国有一半以上的地表水体遭受不同程度的污染，甚至有20%左右的水体连Ⅴ类的标准都达不到，水资源的现状是相当严峻的。

除了地表水之外，地下水也是自来水的重要水源，但同样面临过度开采和污染的问题。在一些城市，由于过度开采地下水带来的地面沉降，已经威胁到了建筑物的安全。

第二步：水的净化

水源地的水质有好有坏，但或多或少都合有各种致病微生物和杂质，很少有能直接饮用的。有句著名的饮用水广告说“我们不生产水，我们只是大自然的搬运工”，这个“搬运”其实很有技术含量。“搬运”的只能是水，而水中的病原虫、病原菌、泥沙、藻类、重金属等等杂质，则不能带走。

水从水源地来到自来水厂，首先要除去的是泥沙和比较大的杂质，然后第一次加氯，杀死其中的藻类和虫子。除去泥沙和生物之后的水，就来到了“混凝”和“絮凝”工序。在这道工序中，自来水厂向水中加入化学药品，充分搅拌之后，水中的杂质与加入的药剂反应，变成絮状的沉淀物。随后，这些沉淀物会在过滤池中被层层过滤，留下杂质，流走清水。

絮凝常用的化学药品是明矾等合铝的盐类，简单有效，成本低廉。但是，过多的铝离子对人体有害。所以需要精确控制药品的投放量，或者换用其他更为安全的药品，比如聚合硫酸混凝剂或生物絮凝剂。

絮凝和过滤之后的水外观已经非常清澈，但还有很多肉眼看不见的有害物质，特别是病毒、致病细菌和微生物，这就需要消毒。

第三步：管网运输

来自水源地的天然水，经过自来水厂的处理之后，出厂时已经达到了相应的标准。但自来水还要经过管道的输送，才能到达我们家里。“水往低处流”，要让水流向城市里各个需要自来水的地方，靠自然的流动是不行的，需要高压水泵的加压，才能让自来水乖乖进入供水管网，以充分的效率流动。

好不容易净化、消毒了的自来水，怎么能保证它在供水管网中流动时不遭受二次污染，安全、有效地运送到千家万户呢？

一方面，我们上一期说过，供水管网大部分时候埋在地下，面临不同的潮湿程度、酸碱程度，还有不同的地质结构，情况相当复杂。供水管网中的自来水都是加压的，设计和施工的时候还要计算水流的速度和压力，才能既保障供水效率，又尽量降低渗漏和污染的风险。施工完毕之后，必须对安装的管线进行消毒，才能投入使用。一旦有某段管线受到污染，或者消毒清理不彻底，与它相连的所有管线都会面临复杂繁重的清理工作，严重的甚至必须挖开更换。

另一方面，管线本身是有寿命的，一个城市的供水管网当然不可能是一蹴而就，通常都是经历了一段时间的发展过程，早期采用的管线材料，比如金属材质或聚乙烯材质，原本就更容易锈蚀或破损，又经历了长时间的老化，这就需要及时更换和升级。有时，供水管线还会遭到人为破坏，比如有些居民私自改装线路，采用的材料不合规范，或者没有经过严格的消毒清理，就会造成污染。

另外，自来水中合有的一些物质，比如残留的氯，可能与管线内壁发生化学反应，形成水垢。有些地方的水质很硬，矿物质在管道内壁沉淀，也会结垢，这都需要定期清理。因此，日常的巡视、维护、监测工作也非常重要。

第四步：增压到户

当自来水来到我们居住的小区里，又遇到另一个问题：要怎样让高层住宅的住户也顺利用到自来水呢？要让水来到高楼的顶层，需要很大的压力，单凭供水管网中的压力是不够的。这就需要小区采用蓄水池和增压系统。有的小区在高楼顶部建有水箱，用高压水泵把水抽到水箱中，让每层楼都只要打开水龙头，就能轻松获取自来水。采用这种技术的楼房，高层的水压比低层的小。如果建筑物的楼层非常多，一般会采用“调频供水增压系统”，这样各个楼层的水压都会差不多。当然，蓄水池和水箱的清洁，是另一个需要额外注意的問题。

自来水的处理和输送，都是按照饮用水的标准来做的。但是，我们日常生活中使用自来水，只有一部分是用来饮用、清洗食物、直接接触皮肤的，还有—部分用途，比如洗衣服、冲马桶、拖地板、浇花等等，实际上并不需要如此高的标准。在有的地方，这类用途的水可以使用再处理过的中水和雨水，既减轻了对水资源的需求，又减少了污水的排放，堪称一举两得的好事。