課普世最幫助人的工程案例

普世最幫助人的工程案例避免都市產(chǎn)生傳染病的生態(tài)工程技術(shù)

張文亮教授【本著作除另有註明外，採(cǎi)取創(chuàng)用CC「姓名標(biāo)示－非商業(yè)性－相同方式分享」臺(tái)灣3.0版授權(quán)釋出】那一夜，我站在泰晤士河堤防邊，看著幾艘船緩緩?fù)ㄟ^(guò)，幾隻綠頭鴨靜靜的河中游著，我深深的呼吸一口氣，沒(méi)有聞到「臭」味，不禁快樂(lè)起來(lái)。如果，時(shí)光可以回溯一百五十年前，這條河是以惡臭著名，因著一些人的愛(ài)心，結(jié)合著精明與公共衛(wèi)生的知識(shí)，才能改善這條河流的狀況，並讓倫敦的居民，不再受到瘟疫的侵?jǐn)_。從此，世人才知道，若要有一座生活高品質(zhì)的城市，城市周邊必須要有一條高品質(zhì)的河流?！珡埼牧两哟ǖ奈廴菊?，源自十八世紀(jì)的初期。當(dāng)時(shí)，英國(guó)已進(jìn)行工業(yè)革命數(shù)十年，其間人類設(shè)計(jì)機(jī)器，起初以蒸氣為動(dòng)力的來(lái)源，而後用石油燃燒，「機(jī)器」的力取代了傳統(tǒng)的人力。工業(yè)革命帶來(lái)大量與高效率的生產(chǎn)。許多擁有機(jī)械的人前往都市賺取大量的利潤(rùn)，併購(gòu)更多的土地，成為富有的大地主；失去土地的小農(nóng)民，只好前往城市，賺取工廠的薪資。AdolfFriedrichErdmann

-Eisenwalzwerk(ModerneCyklopen)都市規(guī)劃的不足由於城市的面積小，土地遠(yuǎn)比農(nóng)地昂貴，販?zhǔn)坜r(nóng)地的農(nóng)民在城市裡，只能在擁擠的社區(qū)買(mǎi)到很小的房子。在1810年，英國(guó)倫敦居民已一百萬(wàn)人，→1830年達(dá)二百萬(wàn)人，→1850年人口增至三百萬(wàn)人鄉(xiāng)村人口湧入城市，已非起初都市空間所能容納，生活污水大都流到巷道內(nèi)的低窪處或水溝，有些則排入泰晤士河。1832年，泰晤士河嚴(yán)重發(fā)臭。倫敦暴發(fā)霍亂死了5,300人。如此的瘟疫，並沒(méi)有引起政府與議會(huì)的注意，他們住在環(huán)境優(yōu)雅之處，較少受到影響；他們也不會(huì)受到波及。以致每隔幾年就來(lái)一場(chǎng)傳染病。Whistler,JamesMcNeill－NocturneinBlueandGold:OldBatterseaBridge環(huán)境污染的背後蘊(yùn)藏社會(huì)的不義當(dāng)時(shí)英國(guó)出了兩個(gè)傑出的政治人才，扭轉(zhuǎn)許多不幸重覆在發(fā)生的歷史悲劇。查勒威克（EdwinChadwick,1800-1890）：十九世紀(jì)非常著名的公共衛(wèi)生學(xué)的大師，他調(diào)查1830-1840年死在傳染病的人口與其居住環(huán)境的關(guān)係。調(diào)查1830-1840年死在傳染病的人口與其居住環(huán)境的關(guān)係。環(huán)境污染的背後蘊(yùn)藏社會(huì)的不義他在1842年出版「勞動(dòng)族群的衛(wèi)生狀況」（TheSanitaryConditionoftheHarboringPopulation）一書(shū)。他在書(shū)中問(wèn)一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題：「為何窮人總是傳染病的受害者？」→窮人的生活衛(wèi)生環(huán)境比較差。臺(tái)灣大學(xué)張文亮攝1848年，他在倫敦市議會(huì)推動(dòng)成立「首都污水下水道委員會(huì)」（MetropolitanCommissionofSewers），首先呼應(yīng)法拉第的看法向議會(huì)提出，必須趕快建造污水下水道，能將污水排走，以減少傳染病的發(fā)生。查勒威克呼籲：「改善百姓生活品質(zhì)之費(fèi)用支出，未來(lái)將成為國(guó)家預(yù)算最有效的節(jié)省?！箖H管查勒威克用心良苦，議員似乎不為所動(dòng)。幸好，當(dāng)時(shí)英國(guó)議會(huì)有古柏爵士（SirAnthonyAshleyCooper,1801-1885）大力支持，議案一時(shí)未過(guò)，仍然年年提出。環(huán)境污染的背後蘊(yùn)藏社會(huì)的不義窮人的天使古柏爵士（SirAnthonyAshleyCooper,1801-1885）1847年推動(dòng)立法「禁止工廠使用童工」，1848年推動(dòng)「勞工低價(jià)購(gòu)屋法案」，1850年推動(dòng)「星期六下午不用工作法案」。並皆獲得通過(guò)。1851年，他又推動(dòng)「貧民教育」，設(shè)置社區(qū)學(xué)校，低利貸款幫助工人家庭的小孩受教育。/wiki/Anthony_Ashley-Cooper,_7th_Earl_of_Shaftesbury當(dāng)議案還在議會(huì)爭(zhēng)論之際，1853年，泰晤士河的惡臭大發(fā)，日夜瀰漫倫敦城，不久瘟疫發(fā)生，倫敦又死了一萬(wàn)四千人。反對(duì)的議員也看出污水下水道系統(tǒng)勢(shì)必要做，才通過(guò)這預(yù)算案。窮人的天使可惜1854年，俄國(guó)的黑海艦隊(duì)入侵土耳其的領(lǐng)海，想由博斯普魯斯海峽，進(jìn)入地中海，英國(guó)向俄國(guó)宣戰(zhàn)，爆發(fā)了「克里米亞之戰(zhàn)」，以致沒(méi)有經(jīng)費(fèi)支持污水下水道的建造。整個(gè)議案的執(zhí)行暫被擱置。1856年4月，克里米亞之戰(zhàn)結(jié)束，7月，英軍凱旋歸來(lái)。古柏又重提此案的執(zhí)行，阻力仍在。窮人的天使/wiki/Crimean_War著名的河水惡臭事件「河川透視度實(shí)驗(yàn)」：1857年著名的科學(xué)家法拉第（MichaelFaraday,1791-1867）在泰晤士河上做了一個(gè)公關(guān)的試驗(yàn)，他用一條繩子綁著一張白紙，自水面上將紙沈入水中，不到一公尺深，污濁的水，已使水下的紙張看不見(jiàn)/wiki/Michael_Faraday著名的河水惡臭事件「泰晤士河大惡臭」（GreatStinkonTheThames）：1858年的夏天非常炎熱，雨下的又少，泰晤士河的水位下降，使的潮水上溯，泰晤士河的水無(wú)法宣泄，河水發(fā)出濃濃的臭味，瘟疫的恐懼又再臨到，倫敦居民幾乎要戴口罩過(guò)日子，議會(huì)通過(guò)三百萬(wàn)英鎊執(zhí)行污水下水道的興建。/wiki/Great_Stink當(dāng)時(shí)英國(guó)醫(yī)學(xué)期刊(BritishMedicalJournal)的刊頭語(yǔ)寫(xiě)道：「原來(lái)都市污水排放系統(tǒng)，是城市地面所有活動(dòng)，最敏感的神經(jīng)系統(tǒng)。保護(hù)河川乾淨(jìng)，免於發(fā)臭，是維護(hù)居民健康的必需?！?。工程經(jīng)費(fèi)完全來(lái)自倫敦的稅收。著名的河水惡臭事件臺(tái)灣大學(xué)張文亮攝臺(tái)灣大學(xué)張文亮攝帶著使命感前來(lái)的人議會(huì)通過(guò)三百萬(wàn)英鎊執(zhí)行污水下水道的興建後，立刻有工程事務(wù)所組成九個(gè)工作團(tuán)隊(duì)要來(lái)承攬。在截止收件時(shí)，只有一家事務(wù)所堅(jiān)持『獨(dú)立投標(biāo)』（independentproject），收件者認(rèn)為不符投標(biāo)要求，就要退件。這獨(dú)立投標(biāo)案的負(fù)責(zé)人巴澤爾傑特（JosephBazalgette,1819-1891）對(duì)收件者說(shuō)道：「如果你們願(yuàn)意將我的工程建議書(shū)送入監(jiān)督委員會(huì)，我將向委員們說(shuō)明緣由。」/wiki/Joseph_Bazalgette帶著使命感前來(lái)的人1837年巴澤爾傑特的父親送他到愛(ài)爾蘭麥克尼爾（JohnMcNeil.1739-1880）處當(dāng)學(xué)徒麥克尼爾以準(zhǔn)確的土地測(cè)量，踏實(shí)的施工與擅於教導(dǎo)著名，曾經(jīng)負(fù)責(zé)歐洲鋪造鐵路到硬度的工程，後來(lái)成為劍橋大學(xué)第一位土木工程的教授。不久巴澤爾傑特以認(rèn)真、負(fù)責(zé)、追根究柢的查驗(yàn)問(wèn)題，升至駐地工程師（residentengineer），負(fù)責(zé)倫敦德里（Londonderry）的地下排水工程，1842年他將排水工程寫(xiě)成研究報(bào)告在英國(guó)「土木工程協(xié)會(huì)」（InstitutionofCivilEngineer）發(fā)表，被選為會(huì)員。Wiki:

JamesFInstituionofCivilEngineers1843年，巴澤爾傑特出來(lái)開(kāi)設(shè)自己的公司1847年承接倫敦地下鐵路建造時(shí)，他自地下挖出120根地下污水管，檢查每一根管內(nèi)的淤塞與管壁上的龜裂。他說(shuō)道：「當(dāng)工程師能夠成為關(guān)鍵問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)者，就能成為解決方式的發(fā)明者?！箮е姑星皝?lái)的人同年，他壓力過(guò)大而發(fā)瘋，甚至嘗試自殺。被拯救後，他離開(kāi)工作兩年，恢復(fù)後再回來(lái)工作。這是他一生工作的轉(zhuǎn)折，他後來(lái)寫(xiě)道：「工作有效率、可靠、不貪污的人是最好的助手，即使他們從事工程，沒(méi)有賺錢(qián)，甚至公司倒閉。」從事土木工程沒(méi)有辦法知道所有的細(xì)節(jié)，祇能在有限的資訊下，為了解決問(wèn)題放手一搏。這是科學(xué)與工程最大的不同，科學(xué)是瞭解許多的細(xì)節(jié)，但不一定用來(lái)解決實(shí)際的問(wèn)題，工程是不明白太多的細(xì)節(jié)、所有前因後果就去解決實(shí)際的問(wèn)題。巴澤爾傑特1864年於「?jìng)惗氐闹饕潘梗═heMainDrainageofLondon）的報(bào)告上寫(xiě)道：「我對(duì)傳染病與汙水排放之間的關(guān)係並不清楚，祇能憑著信心往前，結(jié)果將汙水排走之後，傳染病也消除了?！箮е姑星皝?lái)的人倫敦早期疫區(qū)倫敦早期下水道臺(tái)灣大學(xué)張文亮攝臺(tái)灣大學(xué)張文亮攝他進(jìn)入監(jiān)督委員會(huì)說(shuō)明時(shí)，他的作法也與招標(biāo)單上的要求不同：招標(biāo)單：要求污水下水道要深埋地下，遠(yuǎn)離地面，以免讓居民聞到。他認(rèn)為污水下水道應(yīng)該接近地面，施工容易檢查，日後方便維修，更重要的，污水容易以重力方式排走就不會(huì)發(fā)臭。帶著使命感前來(lái)的人此外，招標(biāo)單上寫(xiě)著污水管路為黏土鍛燒的陶管，他現(xiàn)場(chǎng)以材料受力分析，建議必需採(cǎi)用「混凝土鑄成的污水管」才能抵抗馬路上的壓力而不易破裂。『水泥』是1820年才製造出來(lái)，又稱為「波特蘭水泥」，起初乏人問(wèn)津，巴澤爾傑特認(rèn)為水泥是地下施工的好材料。帶著使命感前來(lái)的人臺(tái)灣大學(xué)張文亮攝標(biāo)單上寫(xiě)著施工是用新的污水管去接舊的污水管。他堅(jiān)決反對(duì)這一點(diǎn)，新的管不能接舊管，舊的污水管是倫敦地底的迷宮，沒(méi)有人知道早期所埋管子準(zhǔn)確的位置在哪裡。他建議作成全新的污水管路系統(tǒng)，提出「優(yōu)好的建造，互相聯(lián)絡(luò)成一系統(tǒng)，並在倫敦地圖上呈現(xiàn)清楚的位置?！箮е姑星皝?lái)的人臺(tái)灣大學(xué)張文亮攝他將倫敦分為36個(gè)區(qū)域，認(rèn)為要分別在各區(qū)域建造再聯(lián)絡(luò)。標(biāo)單上的汙水管口徑，他認(rèn)為不夠，需要增加一倍，他後來(lái)寫(xiě)道：「地下施工不易，應(yīng)該為著未來(lái)世代的需要一次完成?！箮е姑星皝?lái)的人臺(tái)灣大學(xué)張文亮攝將工程建造藝術(shù)化更大的不同是標(biāo)單上只要做污水下水道，他不只規(guī)劃污水下水道，連下雨時(shí)的排水下水道、施工後的道路整治、污水最終排放位置，甚至連泰晤士河的整治，與在河邊建造一道彎延的河堤，都規(guī)劃在內(nèi)。臺(tái)灣大學(xué)張文亮攝臺(tái)灣大學(xué)張文亮攝查勒威克在評(píng)審委員會(huì)上不斷的、仔細(xì)的詢問(wèn)巴澤爾傑特，而後公開(kāi)承認(rèn)巴澤爾傑特的做法正確，不只讓他獲得這重大工程的執(zhí)行權(quán)，並且聘他為倫敦大都會(huì)「首席工程師」(chiefengineer)，後來(lái)他擔(dān)任此職三十三年之久。將工程建造藝術(shù)化臺(tái)灣大學(xué)張文亮攝評(píng)審結(jié)果公布，引來(lái)許多爭(zhēng)論，其中主要攻擊是巴澤爾傑特年輕時(shí)因工作壓力太大與太有責(zé)任感，所引發(fā)的精神病。幸好古柏在議院力挺監(jiān)督委員會(huì)所作的決定，並且願(yuàn)意承負(fù)一切的行政風(fēng)險(xiǎn)，工程才能執(zhí)行任何重大的公共工程都需要有政策的支持，否則無(wú)法進(jìn)行。將工程建造藝術(shù)化臺(tái)灣大學(xué)張文亮攝與傳染病競(jìng)賽巴澤爾傑特的工程團(tuán)隊(duì)龐大，他對(duì)屬下的人員寫(xiě)道：「品格與專業(yè)是最好的領(lǐng)導(dǎo)?！顾械呐f水管都被吊起，堵塞、破裂、扭曲的舊水管都臭氣熏天，原來(lái)傳染病傳播的媒不是藉空氣，排水不良的確是問(wèn)題的根源。工程隊(duì)填上新土，鋪上砂石，再埋新的混凝土管，他採(cǎi)用「波特蘭水泥」(portlandcement)施工前，後都用標(biāo)準(zhǔn)程序檢查，他稱為「工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)」(industrystandard)，以確保品管。與傳染病競(jìng)賽1860年年底，他已經(jīng)為倫敦鋪設(shè)1660公里長(zhǎng)的污水幹管，幹管→各家的排水口→集中污水→130公里長(zhǎng)的污水輸水管→海灣他在排水口的海灘上賣下大片的土地，並挖兩個(gè)大型的蓄水池，將污水輸送至此，在排入蓄水池內(nèi)，於退潮時(shí)，傾倒污水進(jìn)入海中。臺(tái)灣大學(xué)張文亮攝他不祇建造倫敦的污水排放管，也同時(shí)建造雨水排放系統(tǒng)，低窪地區(qū)設(shè)立抽水站，控制排放的水閘門(mén)。工程進(jìn)行後，排水獲得通暢，臭味就逐漸消除，河川的水質(zhì)也大獲改善。1866年工程完成後，他請(qǐng)政府追蹤泰晤士河的水質(zhì)變化，與民間醫(yī)學(xué)人士持續(xù)監(jiān)督傳染病的發(fā)生率。與傳染病競(jìng)賽臺(tái)灣大學(xué)張文亮攝普世都市排水工程的典範(fàn)他又在130公里長(zhǎng)的污水輸水管上建造堤防，堤防上面又覆土建造花園與人行道，將造型單調(diào)的混凝土堤防，建成促進(jìn)都市景觀的建築。這道堤防後來(lái)稱為「維多利亞護(hù)岸」（Victoriaembankment），是近代防洪與景觀兼俱的經(jīng)典之作。工程進(jìn)行期間，所有技術(shù)、材料、進(jìn)度，各區(qū)域的工人數(shù)目與分配、獲的的資訊、遇到的困難與解決困難的方法都是公開(kāi)的。普世都市排水工程的典範(fàn)TheVictoriaEmbankmentunderconstructionin1865/wiki/Victoria_Embankment臺(tái)灣大學(xué)張文亮攝工程在1874年完成，隔年，他被皇室封為爵士。1888年，他擔(dān)任英國(guó)土木工程師學(xué)會(huì)的主席，巴澤爾傑特後來(lái)被稱為「保護(hù)人類免受瘟疫的第一個(gè)工程師」。普世都市排水工程的典範(fàn)臺(tái)灣大學(xué)張文亮攝倫敦成為普世第一座建造污水下水道系統(tǒng)的城市，並且為世界各城市所仿效，以保障居民的生命安全。例如在1870年的法國(guó)巴黎、1884年的日本東京等，也進(jìn)行汙水下水道系統(tǒng)的建造。普世都市排水工程的典範(fàn)臺(tái)灣大學(xué)張文亮攝倫敦的污水道系統(tǒng)，後世稱為「超級(jí)污水道」（super-sewer），因其工程龐大，施工完成後污水主幹道有720公里長(zhǎng)，支幹線21,00公里長(zhǎng)，所用的水泥約670,000噸工程完工後倫敦不再發(fā)生瘟疫，推動(dòng)普世都市污水下水道系統(tǒng)（urbanseweragesystem）的興建。普世都市排水工程的典範(fàn)臺(tái)灣大學(xué)張文亮攝1870年倫敦居民已達(dá)四百萬(wàn)人，新設(shè)社區(qū)在倫敦周遭不斷產(chǎn)生，建造之前，都要接上污水管，與都市污水道相聯(lián)。。普世都市排水工程的典範(fàn)污水管的連接需檢定接妥；不同混凝管管口的連接需防止隙縫，以免污水外漏；污水道需定期有人下去清淤，以防污水顆粒沉降造成淤積；污水細(xì)菌滋生也會(huì)造成管壁腐蝕，嚴(yán)重將造成穿孔。臺(tái)灣大學(xué)張文亮攝他在晚年時(shí)給「首都污水下水道委員會(huì)」寫(xiě)道：「我走了幾天的時(shí)間走在污水的主幹線上，支幹線的口徑已經(jīng)不是我所能鑽進(jìn)去的，我看到一些缺陷，要我的助理記下。我知道整個(gè)都市（超過(guò)3000條街道）已經(jīng)沒(méi)有傳染病的角落，居民可以享受到自海邊吹來(lái)涼快、清新的微海風(fēng)。」逝世前，有人稱他：「大英帝國(guó)拯救最多人生命的人」，他搖頭反對(duì)說(shuō)：「是南丁格爾（FlorenceNightingale,1820-1910）。」他祇要求葬在聖．瑪麗墓園的一角。普世都市排水工程的典範(fàn)英國(guó)詩(shī)人麥克唐納（GeorgeMacDonald,1824-1905）目睹這一切，寫(xiě)下一首詩(shī)歌：我說(shuō)：「讓我走在野外?！股系蹍s說(shuō)：「不，與我到城市同行?！刮艺f(shuō)：「那裡沒(méi)有花朵?！股系蹍s說(shuō)：「卻有冠冕?！刮艺f(shuō)：「那裡的空氣污濁，只有噪音與幽暗?！股系弁鞘凶撸瑏K說(shuō)：「因?yàn)槟茄e滿了罪。」我說(shuō)：「污染的惡臭，已經(jīng)充滿了都市。」上帝卻說(shuō)：「更深幽暗的籠罩，是在他們的心靈?！刮艺f(shuō)：「若再前往，我的朋友將認(rèn)為我也落入黑暗?！股系蹍s說(shuō)：「今夜是你的抉擇，在乎朋友的看法或是我?！刮移砬螅骸冈俣嘟o一點(diǎn)時(shí)刻。」上帝說(shuō)：「真的這麼難作決定？在我是沒(méi)有難成的事?！鼓┝耍遗c上帝走向幽暗的都市。普世都市排水工程的典範(fàn)臺(tái)灣大學(xué)張文亮攝二十世紀(jì)後，都市汙水管中腐蝕管壁的菌種：嗜酸硫化桿菌（Acidithriobacillusthiooxidans）、流桿菌（Thiobacillueplumbophilus）、塩硫桿菌（Halothiobacillusneapolitanus）等大都被發(fā)現(xiàn)，這些細(xì)菌在水中將硫酸塩還原硫化氫，硫化氫到空氣中又溶在污水管上方的水珠或水膜中，所以污水管要在一定距離內(nèi)設(shè)置氣孔，以免濕度太高，與增加硫化氫散溢。臺(tái)灣大學(xué)張文亮攝後來(lái)也在混凝土中添加金屬，有機(jī)聚合物增加污水管抗腐蝕的能力。此外，1950年代，荷蘭發(fā)展出「真空汙水道系統(tǒng)」（vacuumsewagesystem），用在建築、火車、飛機(jī)與小型社區(qū)，以真空抽氣機(jī)自下方將廢汚吸入，可以減少用水淋洗，或用水?dāng)y帶污物流入污水管的體積，是智慧型的減污措施。同學(xué)可參考下列網(wǎng)址:/vacuum_how.htm臺(tái)灣大學(xué)張文亮攝由於污水管長(zhǎng)距離埋設(shè)昂貴，1960年代，德國(guó)發(fā)展太陽(yáng)能與污水現(xiàn)地處理（on-situtreatment），各個(gè)社區(qū)處理自己生產(chǎn)的污水，不需集中排放。1980年代，瑞典與挪威發(fā)展太陽(yáng)能與污水道結(jié)合，將污水在溫室內(nèi)蒸發(fā)，冷凝成可以再利用的「灰水」（greywater），可供灌溉、工業(yè)冷卻用水等，剩餘的殘?jiān)勺饔袡C(jī)堆肥，這稱為：「重歸自然技術(shù)」（renaturetechnique）或「封閉式營(yíng)養(yǎng)循環(huán)」（closingloopofnutrientcycle）是新興有機(jī)聚落（organiccommunity）的做法。2000年代後，以色列發(fā)展用汙水生物發(fā)酵產(chǎn)生高品質(zhì)的生物燃料（biofuel），污水甚至稱為「黑金」（blackgold），這稱為「乾淨(jìng)技術(shù)」（cleantech）。不過(guò)目前仍在處理少量污水，大量汙水仍需藉由污水道排放。我們?nèi)孕枰鬯?，有如十七世紀(jì)英國(guó)詩(shī)人彌爾頓（JohnMilton,1608-1674）所寫(xiě)：「我不能移除罪，但能犯罪污的事物?！?wiki/John_Milton版權(quán)聲明作品授權(quán)條件作者來(lái)源Wiki:Archivo/wiki/Archivo:Adolf_Friedrich_Erdmann_von_Menzel_021.jpg

2011/10/01

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