最難處理的基礎(chǔ)設(shè)施：抽水馬桶

文｜梁鶴年

“糞便”跟城市的關(guān)系很值得研究。

抽水馬桶是每一個現(xiàn)代人居必備的東西。

你可知道這個東西決定整個城市的布局？

做糞是人的自然功能，甚至可以說是健康的象征。廣東人是這樣形容健康的，“行得、食得、睡得、屙得”。但是，人總是把糞便視為污穢，非但不想見，更不想嗅。我聽過有人喜歡嗅自己的糞，但這是趨近“病態(tài)”。當(dāng)然，中醫(yī)診癥，有“望、聞、問、切”。聞的包括糞便。而且，中藥有“人中黃”（糞干）和“人中白”（尿干）。但這些是“工作”，不是愛好。人是天生不喜歡跟自己的排泄物一起生活的。人類“覺得”糞便難聞、難看（相對地，最高貴的狗對人糞都不討厭），可能就是人類進(jìn)化過程產(chǎn)生的“保健”反射。

馬桶，或便桶，有幾千年的歷史。但是，抽水馬桶就是近百年的事而已。

先說馬桶糞便的處理，世界各地大同小異。晚上、睡前、家家戶戶把馬桶放在門外（半夜就要用尿壺或夜壺，第二天處理），有專人挨戶把馬桶的東西（美其名曰“夜香”）倒入大桶，一般運送到農(nóng)村去當(dāng)肥料，是賺錢的生意。我生長在香港，收集夜香的以婦女居多，叫“夜香婆”。這當(dāng)然是辛苦的工作，而且被視為“下賤”。還記得一個說法，“有女不嫁二秀坊，三分容貌都被屎熏黃”（據(jù)知二秀坊是當(dāng)年在廣州，這些勞動者聚居的地方）。當(dāng)然，這些夜間的活動，一般城市人是看不見的。

從生態(tài)的維度來看，這是營養(yǎng)料的循環(huán)。農(nóng)村供應(yīng)糧食和副食給城市，城市把糞便（仍保有大量的營養(yǎng)料）反饋給農(nóng)村。無怪乎，農(nóng)村被視為城市的“腹地” ，其實更應(yīng)該叫“福地”。從歷史來看，城市都是周邊的農(nóng)村供養(yǎng)的，所以一個城市的規(guī)模跟它周邊土地的肥沃（也就是供養(yǎng)力）是相連的。但是，以資本帶動的現(xiàn)代化生產(chǎn)和消費就打破了這個城市與腹地的有機(jī)結(jié)合。此中，抽水馬桶扮演重要角色。

欄目主筆：梁鶴年（Hok-Lin Leung）

加拿大籍華人，加拿大女王大學(xué)城市與區(qū)域規(guī)劃學(xué)院原院長、教授。（2009年榮譽(yù)退休）。2003年入選《加拿大名人錄》。1986年開始回國講學(xué)，并任國務(wù)院發(fā)展研究中心、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、自然資源部高級顧問和專家組成員。除城市規(guī)劃外，在科技、經(jīng)濟(jì)、金融、貿(mào)易、文化等方面出版了大量的專著與論文。2002年由中國國務(wù)院授予外國專家最高獎—“國家友誼獎”。

“方便”后，一扳手，就沖走了，多“方便”?。〉稍鴨栆粏?，水從哪來，水往哪去？

先說說這個抽水馬桶是個什么玩意。據(jù)稱它也有幾千年的歷史。羅馬、米諾亞，以致美索不達(dá)米亞文明都用水沖洗馬桶，但都是“水長來水長去”，而不是現(xiàn)代的“每次沖洗”，而且是“大力沖洗”?，F(xiàn)代的抽水馬桶上追到16世紀(jì)英國伊麗莎白一世女王的孫子約翰·哈靈頓（John Harrington）。他自己造了一個，也為女王造了一個。但要到工業(yè)革命時才解決一個關(guān)鍵問題——用馬桶底部的水去封住臭氣不從污水渠發(fā)散到室內(nèi)。這個1775年的發(fā)明可算是建筑工程里最具影響力的發(fā)明之一，可與升降機(jī)相比。原理很簡單。想象馬桶底部的排水管是個橫向的英文字母大寫S。沖水的時候，水從管子的左面沖下來，帶著穢物轉(zhuǎn)個彎經(jīng)管子的右邊沖下污水渠，中間轉(zhuǎn)彎的部分會積留著一部分水（因為彎的兩端的氣壓是相等的），污水渠的臭味就被積水擋著，不能回馬桶和室內(nèi)了。

1815年倫敦世博會，在“水晶宮”裝了一組收費公廁（不收費公廁是日后的事），用的是抽水馬桶。一便士上廁所可以有一塊干凈的坐板、一條毛巾、一把梳子和擦一次鞋，轟動一時，吸引了80多萬人光顧，甚至使“花一個便士”成為上廁所的代名詞。到1850年代末期，大部分新建的中產(chǎn)人家住宅都有抽水馬桶。同期，私人的供水公司應(yīng)運而生。供水不絕，用廁不絕，就是排污不絕。那時，急增的中產(chǎn)階層是社會支柱，他們運用政治力量使他們可以把污水直接排到街外或公眾溝渠，繼而排到河里，也就是泰晤士河。

問題來了。污水排到河里，但供水也是從河里取。以水為媒介的傳染病大爆發(fā)。其實，倫敦垃圾和糞便污染泰晤士河的現(xiàn)象在16世紀(jì)已經(jīng)嚴(yán)重。但工業(yè)革命讓污染程度倍增，弄出大瘟疫。從1846年到1860年，全球霍亂肆虐，1854年在倫敦爆發(fā)，主要在蘇豪（Soho）區(qū)，死616人，但也帶來了對傳染病突破性的認(rèn)識。約翰·斯諾醫(yī)生（Dr.John Snow, 1813-1858）的研究是傳染病病理學(xué)上的經(jīng)典。

當(dāng)時的病理學(xué)主流都認(rèn)為霍亂是通過空氣中的微粒傳播。斯諾力排眾議，去追蹤病源。他做了一個詳細(xì)的街道圖，把兩間供水公司的客戶地址逐一查清，并與得病者的住址對照，發(fā)現(xiàn)絕大部分是圍繞著一個街頭的水泵，于是得出水傳播的結(jié)論。當(dāng)局把水泵的把手拆掉，疫情馬上停止。

這個發(fā)現(xiàn)有深遠(yuǎn)的影響。當(dāng)時倫敦下階層的居住環(huán)境惡劣，人所共知，而且每況愈下。工業(yè)革命帶來擠迫和骯臟，也帶來解決問題的科技和財力。首先出臺的是“1848年公共衛(wèi)生法案”。它是“1834年窮人法案”（1834 Poor Law）的后繼?！?834法案”的思路是要把濟(jì)貧的條件弄得非?？量?，提供的資助弄得非常少，使人“不敢窮”。但“1848法案” 則提出另一套想法——如果窮人的健康情況有所改善，需要救濟(jì)的窮人就會減少，因為大部分要救濟(jì)的窮家庭都是因為父親死于傳染病。長貧難顧，花錢去改善公共衛(wèi)生才是上策。當(dāng)然，這個想法跟從1834年到1848年期間，攪得如火如荼的英國工會運動不無關(guān)系。因此，“1848年法案”就聚焦于改善排水和污水系統(tǒng)、清理住房和街道的垃圾和供應(yīng)干凈食水。但是，法案仍沒有財政支撐，也沒有強(qiáng)制地方政府去執(zhí)行。真正的落實還要等。

1.廢水處理設(shè)施

上面說了，1854年倫敦大瘟疫，追源到下水污染了食水。政府“覺悟”了，在1857 推出新的法案，工會力撐。當(dāng)時的首相迪斯雷利（Benjamin Disraeli,1804-1881）向反對者說了一句令時人欣賞的拉丁語“健康高于一切”（Health above everything,sanitas sanitatum，omnia sanitas.）。這個“1875健康法案”強(qiáng)制地方政府：1.購買、維修或興建下水管道，2.控制食水供應(yīng)，3.管制地窖和宿舍的居住環(huán)境，4.制定法律去控制新道路和新建筑。后面兩條，特別是最后一條，就是現(xiàn)代城市規(guī)劃的基礎(chǔ)法理依據(jù)。西方的城市規(guī)劃，特別是英語西方，都是追溯到這一法案。（但第一個真正以“城鎮(zhèn)規(guī)劃”為名的法案還要到1944年才出臺。）法案立下非常嚴(yán)緊的上、下水和馬桶的要求。抽水馬桶馬上從奢侈品變成必需品。

現(xiàn)在可以看看抽水馬桶對城市布局的支配。水從哪里來？答案比較簡單：來自水廠或高架儲水塔，有水壓，因此管道的布局有很大彈性。水往哪里去就復(fù)雜千百倍。

首先要說一說，“下水”其實分兩類：雨水和污水。雨水一般是用地面上的溝渠來排，也可以放在地下，但都不是密封的。從古以來，污水也排到這些溝渠去。當(dāng)初人少，問題不太大。工業(yè)革命后，城市人口急增，才出現(xiàn)嚴(yán)重的污染問題。（其實雨水或地表水也可以是非常污染的。試想想，屋頂上、馬路上有多少沙塵、樹葉、汽車漏出來的油、排出來的氣、人的垃圾、動物的殘骸等等）。

解決的辦法有兩種：1.雨水和污水合排，但把管道密封。問題是，在干季，水量不足，穢物淤塞管道；在雨季，水量太大，管道承受不了，未經(jīng)處理的污水直接灌入河、湖或海里，擴(kuò)大污染范圍。2.雨水和污水分排。雨水直接流到河、湖或海里；污水則由密封的管道集中輸送到污水廠，經(jīng)處理后再排出。當(dāng)然，這比合排的成本高很多，但現(xiàn)代城市，起碼是新開發(fā)的部分，都走這方向。此中，污水管道的部署是大學(xué)問。

最大的挑戰(zhàn)來自地心引力（“水向低流”）。污水在管道流，有兩個參數(shù)：流速和流量。流速過低，管道會淤塞（為此，不能低于每秒0.6m）；流速過高，管道會破裂（為此，不能高于每秒3.0m）。流速則取決于流量和管道的坡度。坡度是工程決定，流量是沖廁用的水量和次數(shù)決定，也就是生活方式?jīng)Q定。（美國人平均每戶人家每日用1200多公升，包括沖廁、洗澡、洗手、洗碗碟。）

且看看我們馬路底下“污水主管道”（每家的廁所、廚房排出的先進(jìn)入“支管道”，然后接駁到“主管道”）的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（我用的是加拿大亞爾伯大省、愛蒙頓市，人口不足100萬）。管道切面直徑最小是20cm，最小坡度是0.4%（每公里下降4m），如果直徑超過50cm，最小坡度可降至0.1%（每公里下降1m）。管道的頂部與地面距離不能少于2.75m；管道交叉處的上下間距不能少于0.3m；平行管道的左右間距不能少于3m。所有污水管道只可能置設(shè)在馬路的一邊（不能兩邊都用）；如果有其他公共設(shè)施（如水管、氣管、油管、電纜等）用同一地坑，污水管道要放在最底。當(dāng)然，最辣的一條是，所有管道都不能設(shè)置在私有土地，尤其是樓房的下面?？梢韵胂笠幌虏渴鸬碾y度。

2.污水處理廠鳥瞰

3.污水排放

4.在建筑工地地溝內(nèi)鋪設(shè)加熱管道

上面說的是標(biāo)準(zhǔn)。實際情況更復(fù)雜。一個城市底下，各型各類管道已經(jīng)是縱橫交錯，而污水管道還要“服從”地心引力。也就是地勢決定一切。蓋房子，平地最好；排污，平地最差。試想，最小的坡度都要0.1%，如果是一個沿河岸深縱式發(fā)展5公里的中小城市，污水管鋪到河邊就已經(jīng)是河面下的7-8m（5m來自坡度、2-3m來自管道起點時與地面的最小距離）。不要忘記，這是“設(shè)計”。在施工中，鋪設(shè)污水管道不可能像外科醫(yī)生在手術(shù)室的精細(xì)。在實際工程里，0.1%坡度是妄想。施工時需要很多“張就”，也就是，最后的出口不止7-8m的深度，或途中的管道不能保證最小的坡度。

比河、湖、海面低的污水怎樣“排出”？當(dāng)然，可以把污水泵上去，花錢不是最大問題，機(jī)器失靈才是最大擔(dān)憂。污水倒灌對城市生產(chǎn)、生活、生態(tài)的破壞可以很驚人的，所以絕大部分的污水系統(tǒng)都盡量避免用泵，都盡量遷就地心引力。讓我們想想挖坑的工程。剛才的7-8m是指污水管的頂部與地面的距離，還要加上管道本身的體積。這就是一條5公里長、2m寬、從4-5m到10m深的土坑?；ㄙM多少？還未考慮會碰上的巖石、樹根、地下水等等。管道拐彎不像馬路拐彎，馬路上的車輛可以用交通燈控制，管道里的穢物就必需按污水的流速和流向來保持暢順，拐個彎可不容易。還有，上面只是考慮了一條管道。在任何一個城市里，會有幾十到幾百條污水管，每條都要與其他的公共設(shè)施管道配合來部署。為此，馬路的設(shè)計與污水管道的設(shè)計是要同步進(jìn)行的，馬路部門和渠務(wù)部門往往是合一的。城市土地的布局（土地用途與發(fā)展密度）是按路網(wǎng)和渠網(wǎng)成形的。

花這么大的工程，為的是甚么？為的是我們不想“與糞便為伍”，而我們又剛巧發(fā)明了抽水馬桶。前者是目的，后者是工具。目的可以不變，但抽水馬桶是不是唯一的工具、合適的工具？我們用抽水馬桶是因為它代表現(xiàn)代化。但是這個現(xiàn)代化是有著英國工業(yè)革命的背景和意識——大量的水資源和規(guī)?；纳a(chǎn)模式。這個工具的安裝和使用成本龐大，更不要算“被浪費”的水（一般算法是98%干凈的水清除2%的污穢物）、“被破壞”的營養(yǎng)料循壞和“被撕裂”的城鄉(xiāng)腹地關(guān)系。

其實，西方已經(jīng)發(fā)明了無水或少水馬桶（飛機(jī)上用的是最簡單的例子）和小區(qū)范圍（也就是非集中）的污水處理系統(tǒng)。但是，抽水馬桶和集中處污已經(jīng)定型，已投入的成本確實難放棄，而且整套系統(tǒng)也制造了既得利益者，再加上使用者積習(xí)難改，看不出有改變的必要，為此，新方法和新科技的發(fā)展空間極度有限。

唯一的機(jī)會可能在中國。如果我們對環(huán)境保護(hù)是認(rèn)真的、對綠色發(fā)展是誠意的，我們確實有需要去探索一套生態(tài)上可持續(xù)的糞便科技、而我們又確實有足夠的規(guī)模去開發(fā)一個經(jīng)濟(jì)上可持續(xù)的糞便市場。抽水馬桶是18世紀(jì)英國的科技，經(jīng)19世紀(jì)英國精英的推廣，成為全球“現(xiàn)代化”城市生活的象征。但是，它不可能持續(xù)下去了，肯定不可能作為全球使用模式的持續(xù)下去。今天，我們需要的是生態(tài)城市、綠色經(jīng)濟(jì)，中國的科技、中國的精英，會有貢獻(xiàn)嗎？