［生命之源］抗震救灾中的供水 我的孩子生命之源中

　　水――生命之源。5・12汶川特大地震发生后，四川重灾区供水设施损毁严重，一些地区的水质被污染，灾区同胞安全用水面临严峻考验。为确保“大灾之后无大疫”，国内外的军民用供水设备正陆续运往灾区，军用野营供水装备也在其中发挥着重要作用。据报道，5月13日，成都军区在都江堰市设立供水站：5月16日，军事医学科学院自行研制的25万件饮水消毒片(丸)运往汶川等受灾地区；17日，成都军区100套便携式净水器配发给正在执行抗震救灾任务的40余个分队；21日，某军区调集40台多功能野战净水车抵达灾区；截至27日，成都军区在灾区已开设了13个供水站。
　　5月21日，本刊就军用野营供水装备采访了军事野营装备专家段石教授。
　　
　　记者：段教授您好，首先请您谈谈军用野营供水装备是怎样保障灾区供水和用水安全的。
　　段：此次抗震救灾我们主要是按照部队野战条件下的供水流程，结合实际情况，利用专业野战供水装备对灾区实施供水保障，多采取一种或多种方式综合组织供水，一般情况下就是开设野战水站。所谓水站就是取水、输水、净水、配水、贮水等专业供水装备的集合体。专业化部队把远处地域的水取回并输送过来，经过净化和配水，储存到一定容积的贮水罐里供人员使用，这一系列过程就叫做“开设水站”，具体有五个步骤。
　　首先是取水。前提是在有水源的情况下进行。当水源不足时先寻找水源，主要由作战部队或工程部队完成，应将部队配置在交通便利、水源充足的地区，利用专门车载水泵抽取水源，此外还可以在地下水丰富的地区采取临时打井的方法获取地下水。
　　其次是输水，即将水源地的水输送到灾区同胞临时安置点。输水方式主要有车辆和输水管线两种。车辆输水就是将方形软体橡胶运水袋固定在专用车上或直接采用运水挂车输送水。管线输水是架设临时管线将源水输送至供水保障点。
　　第三个环节是净水。使用多功能净水车等净水装备，将含有杂质或被污染的水净化成符合国家或军队标准的饮用水。
　　净水后就是分水或配水。配水装备装在净水车内，由机械操作完成水的分配，将净化好的水分装成小袋供人员使用。根据灾区所需水源的多少，对水源进行配置。
　　贮水是最后一个环节。为节约获取的水资源，供水点都会配备软体贮水罐等器材。软体贮水罐容积不等，最小的0.5米3，最大的达25米。，像个圆形的大水池。软体贮水罐多使用合成化纤材料制成，可以折叠，里外有涂层，打开后有支架支撑呈立体状态。将净化水储存在水站中后，按照实际消耗用水进行供水保障。
　　记：部队在输送水前，是否先要全面侦察水源?
　　
　　段：就水源侦察来讲，无非两种途径。一般是通过飞机、卫星航拍侦察水源，也可以利用光谱分析光线反射率的差异，进行水源探测。后一技术较前一种来说更加尖端，浅表层的地下水都能被侦察到。四川灾区的水源非常丰富，基本不需要进行水源侦察。现在面临的主要问题是对污染的水源进行净化，也就是使用先进的净水装备，使灾区人民喝上合格的饮用水，以避免次生灾害(例如疫情)的发生。
　　记：那么净水设备是如何把污水转化为生命之源的呢?
　　段：专用的净水装备主要是净水车了，常使用的净水工艺有普通净水、蒸馏净水、离子交换净水、电渗析净水和反渗透净水几种。
　　普通净水是按照混凝、澄清(沉淀)、过滤、消毒的工艺流程设计的，用于净化处理被污染的淡水。它的工作程序是在净水车处理槽中加混凝剂和消毒剂，然后过滤，去除水中浑浊物、微生物、气味、颜色和其它毒素。
　　记：您刚谈到的混凝对我们而言比较陌生，它为什么能使水从浑浊变得澄清?
　　段：水中的浑浊物主要是小颗粒悬浮物、胶体物(包括粘土、矿物质、二氧化硅等)、部分有机物。混凝就是对胶体的处理过程。早期的混凝剂成份为明矾、硫酸铝、硫酸亚铁、硫酸铁、三氯化铁等一些简单的低分子无机盐混凝剂。现在发展为高分子铁盐混凝剂，主要成份是聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合氯化铁等。加入水中后，混凝剂中的金属离子与水中的胶体颗粒发生电中和作用，使其脱稳和水解，形成絮状物凝固沉淀后析出，因此混凝剂也称絮凝剂。
　　记：其它几种净水工艺的原理有什么特点?
　　段：蒸馏法的净化原理是将水源加热后收集蒸汽，使之冷却凝结咸淡水。这种方法对海水、苦咸水的脱盐和去除核生化污染都非常有效，但成本高，耗费能源，效率低，设备体积较大，不利于机动。
　　离子交换净水可去除可溶性放射物、金属盐及其它可溶性化学制剂。它的原理是加入其它多离子化学物质，通过化学反应，将氯离子和钠离子分离降解，析出沉淀物达到净水目的。
　　电渗析净水对盐度低于5000毫克，升的水质淡化效果最好，对海水的作用不大。工作时在需要被淡化的水中加入电极，利用直流电形成电场，将水中的Na+和Cl-分开，达到淡化水质的目的。
　　效果最好的是反渗透净水。它利用溶液从高密度向低密度过渡的特性，在反渗透设备中安置一种用醋酸纤维素制成的、肉眼不可视的生物膜(一种在显微镜下可以观察到的由微生物组成的分子筛)，使水分子渗透到淡水槽中，达到净化的目的。这方面美军卓有成效，如Sweetwater拖车式轻型反渗透装置，Univox 150S型反渗透净水拖车，都是通过反渗透膜，将细菌、病毒等微生物滤除，达到净化水质的目的。美军近两年还利用微滤和反渗透技术研制了LWP轻型净水器，每小时能从淡水源和咸水源中分别提取473升和284升的饮用水。反渗透装置结构简单、重量轻、体积小，易于操作维修，能满足战术技术要求，很多国家都着力研发。
　　记：我军目前使用哪种净水工艺?
　　段：单纯使用一种净化法效果往往不会太好，现阶段净化水源是综合上述多种净化技术来实现。技术发展最快、最先进的还是反渗透净化法，因为反渗透法采用的生物膜技术优于其它方法，其它净化方法只作为辅助手段。当然，西方国家研制生物膜的技术含量比较高，孔径非常小，更接近于水分子，在反渗透的过程中，只有水能通过生物膜渗透到容器里，别的物质都被过滤在外，一、两级渗透就能起到较好的淡化作用。我国的生物膜工艺有待进一步提高。
　　记：这次电视报道灾区使用的多膜净水设备是不是采用了反渗透法?
　　段：电视上报道的多膜净水设备实际上就是我们所说的多功能净水车。它集离子交换、电渗析和反渗透工艺于一体，主要利用反渗透的净水方法达到净化目的。被净化出来的水经过净水车里自带的包装程序，直接产出一袋袋的饮用水。它可视需求对水进行一般净化或精度净化。一般净化每天可出200吨水。保质期一个月；精度净化为100吨，保质期更长。精度净化的水不用煮沸即可直接饮用。水质的细菌含量都在国家制定的标准内，一般净化的每毫升水在7天内的大肠菌群不超过1个，精度净化的是90天内。
　　记：这种净水车是我国最新一代的净水装备吗? 　　段：是的。这次灾区使用的净水车是我军90年代研制出的最新一代产品，具有多项国家专利，在技术上与国外平齐，但出水量和净水效率略低一些，主要是反渗透工艺中生物膜的研制略逊于国外先进水平。我军前一代净水装备叫运净水挂车，集贮水、净水、保温于一体，容积约2吨，能将水的温度保持在10℃左右，防止寒冷环境下水罐结冰，因此主要适用于高寒地区。这个运净水挂车里也配有相应的净水系统，但没有现在的最新产品净化效率高。
　　记：新型净水车每辆大概能满足多少灾区人员饮用?部队士兵的野战用水标准跟普通人一样吗?
　　段：按军队平时每人每天生活用水50升的标准计算，每辆净水车可保障4000人用水。而在野战条件下。无论什么季节，军队每人每天实际饮用水标准为2.5-4升，如果供水极端困难，，仅为1.5-3升，也就相当于3-6瓶矿泉水。
　　记：除净水车外，部队还为灾区提供了便携式净水器和单兵净水器，它们有什么特点?适合什么情况下使用?
　　段：单兵净水器主要供单兵使用。国际国内在单兵净水器的研制上都有较大发展。我军单兵净水器是手握式净水器，体积较小，净重约300克，类似于医用注射器。它操作简单，使用时只要推动净水器柄，利用自流压力，使污水通过过滤膜过滤。不足是过滤膜使用寿命短，一般净化500升水后就要更换，相对而言使用效率不高，只适合侦察兵或侦察分队使用。
　　相比之下，外军的单兵净水器工艺要先进一些。像美军“保护者”单兵净水器的净化系统属于迷宫式深度过滤器，净化程序为“不锈钢预过滤器――4μ过滤器――0.2μ谜宫式深度过滤器――颗粒活性炭吸附”。它不仅能去除水中的悬浮物、胶体、藻类，甚至可滤掉贾第虫胞囊和小隐孢子虫，达到水质净化和除菌的目的。它出水量不小于1升/分钟，高190毫米，重量仅311克，单兵携带十分方便。除此之外，它还具备清洗简便、价格低廉的优势。英国普里麦克公司生产的PWP型单兵净水器重500克，高140毫米，直径95毫米，一次可滤出1升饮用水。这种净水器的净化程序简单来说就是“先过滤，后消毒”。使用时将净水器旋紧于瓶口上，然后倒入生水，不到10分钟，水瓶即可充满，其中包括2分钟净水等待时间。净水器顶层是粗网状的泡沫，可过滤颗粒较大的物质，容易清除；中间是一个镀银活性碳预过滤器，可清除顶层没能过滤的物质和有机污染物；底层是消毒器，以4％浓度向水中释放碘，起到接触性消毒的作用，可以把携带细菌、病毒、寄生物、污染物的水处理成为安全的饮用水，也能除去许多自然水中存在的有机物质，改进水的口味、气味和颜色。
　　
　　便携式净水器也主要由单兵携带，但以连、营为单位配置使用。我军的为罐状，体积较小，净重约12千克，可随身携带，每小时净水100-150升。美军主要有口袋型和迷你型两种。其中口袋型净水器全重650克，可连续过滤5000升水：迷你型净水器重250克，可连续过滤7000升水。两种净水器都可以悬挂在腰带上或放置在背包内携带。
　　对于灾区来说，净水效率最高的还是多功能净水车，一天的净水量可达到100～200吨。灾区用水和作战用水的情况不同，不用在敌情、警戒问题上做太多考虑，因此单兵净水器只适合在小范围内使用。便携式净水器主要针对可见污染物以及水质浑浊度进行净化，如果对水进行消毒，还得通过卫生部门提供的药片洗消来实现。在灾区这种特殊环境下，我们尽量选择净化没有被污染的水，对已被污染的水源不会做太多考虑。
　　记：净化后的灾区饮用水要达到什么样的标准?
　　段：饮用水水质的标准由若干项指标组成，并不是一个笼统的标准，只有经过测试后，水质各项指标均在这些指标范围内才能饮用。与和平时期用水相比，军队规定战时饮用水的水质标准是非常低的。以水的硬度举例，它主要以钙、镁离子的含量为衡量标准。一般来说，一升水中的钙、镁离子在150毫克以下，就属于较好的软水质；600毫克以上就是强硬水，基本不能喝。灾区的水经过净化后能达到比较好的水质效果，这主要是四川本土水源的水质较好，每升水钙、镁离子含量多在150毫克以内。不像北方的水源，如北京的水质硬度稍高，每升水钙、镁离子含量约为200毫克，但也处于饮用标准以内。
　　再比如说水的透明度。它是通过透明计量瓶对水源进行观察，瓶上标有刻度，底部有个图标。将水倒入后，如果在刻度线10厘米以下还看不清图标，就是浑浊水；如果在30厘米刻度线以上还能看清，就是透明度很高的水了，这种水也是我们日常饮用水的标准。
　　当然，战时饮用水水质标准还有很多，如毒剂指标、放射性指标、一般化学指标等。
　　记：那么，净水装备在历史上的战争中是否发挥过作用?
　　段：有关两次世界大战中使用净水器的记载非常少，只有二战中北非战场一些净水过程的记录。当时没有什么装备，主要采取植物净化方式，如仙人掌、仙人球、马齿苋等，具体做法是将这些植物打碎并加水稀释成5％-10％比例的溶液，再与少量普通黄土或红土并用，加入浑水里，朝一个方向快速搅拌至絮状物出现，就可将水净化。真正用于实战的现代化净水装备是在海湾战争中，美军曾经使用过大型的、包括各种净化工艺的净水站，展开后类似一个加工厂。
　　记：我们在电视中看到灾区大量使用药片净水，请您介绍一下它们的原理和特点。
　　段：水质不同决定了我们采用的净化方法也就不同，一般的苦咸水、海水可以通过各种净化工艺变为淡水。可是有些水质里含有的细菌或微生物不能净化干净，必须借助药片消毒才能符合饮用标准。通常来说，消毒剂有海拉宗片、有机碘片、次氯酸钙片(即漂白粉精片)等几种。它们的消毒原理非常相似，都是利用元素的固化性质来实现的。例如海拉宗片是一种次氯酸类的药片，类似于我们日常使用的84消毒液。次氯酸具有较强的氧化性，能破坏细菌的细胞壁，增强细菌的细胞膜通透性。当药片溶入水中后，次氯酸迅速扩散，进入细菌体内。与细菌蛋白、核酸、酶等发生氧化反应，从而杀死细菌。此外，氯离子也能改变细胞的渗透压，使细胞失活而死亡，使得到的水源不会危害人体。有机碘片是利用碘对蛋白质的固化作用，对水中的细菌和微生物进行消毒，像医学上使用的75％的酒精对蛋白质固定的效果最强。
　　记：这几种消毒剂有什么区别吗?对水质有不同要求吗?
　　段：它们的消毒原理基本一样，只是规格、浓度不同，产生的消毒功效没有太大差别。在药片和水源的问题上。没有严格规定哪种水源非要配置哪种药片，将药片按一定比例放置水中消毒后，只要水质从色度、透明度、浑浊度等方面能达到国家或军队标准，就可以放心饮用了。另外，我们在单兵净水器材中还会使用到一种叫“脱盐剂”的物质。它的工作原理与别的消毒剂不同，是通过加入大量的化学物质使水里的盐分沉淀，主要用于飞行员救生等应急场合。由于沉淀下来的盐分仍有一定的毒性，适合饮用的只是水面上的澄清部分，净水的容量较小，效率 不高，因此不能大规模使用。
　　记：消毒剂能完全将水中的细菌、微生物等去除干净吗?净化后的水有味吗?
　　段：严格来说，消毒剂并不能对水进行完全消毒，只能起到短时、少量消毒的作用，在短期内对水源消毒后达到国家或军队规定的标准即可饮用，不是长期饮水采用的手段。消毒剂中的次氯酸钙片有味道，可以将维生素C片压碎放入，去除次氯酸的酸味。
　　记：与消毒剂比较，自来水厂和生活中的普通饮水机对水源的消毒原理有不同吗?
　　段：自来水厂对水源的消毒也主要是大量使用氯，就是漂白粉。当氯被放置到水中后，细菌、微生物等有害物质就能凝固，达到消毒的且的。当然，水质的消毒不可能没有任何细菌存在，只要细菌或微生物的含量达到国家标准就可以饮用。
　　普通饮水机的消毒原理则和前面所说的消毒剂不同，它主要通过紫外线消毒，一个25瓦的紫外灯一小时只能消毒一升水，而且对去除水中的重金属和化学物质的作用不大。因此，普通饮水机对水质的消毒并不能起到良好的效果。
　　
　　记：刚才我们谈到的是一般净水消毒，如果水源被核、生、化污染，应使用哪种净水设备净化水源?
　　段：我们先了解一下核生化条件下水源受到污染的过程。
　　核弹爆炸通常分为早期辐射、冲击波、放射沾染等几个阶段。早期辐射的持续时间较短，对水源没有太大影响；冲击波主要是对建筑物的破坏；危害最大的就是核沾染，如果有载体直接接触到水源，水源就被污染了。
　　生物制剂污染主要指微生物、细菌等污染。例如，灾区的生物污染主要是次生威胁污染，如腐尸等。作战条件下则是一些生物武器的污染，像朝鲜战争中的鼠疫、苍蝇等生物袭击造成的污染。
　　化学制剂污染是指一些化学物质，如芥子气等。这些物质对水的溶解度较低，进入水源容易被发现，像芥子气融入水中，水的颜色会变黄，并产生大蒜样的味道。如果是轻度污染，可加入前面我们提到的消毒剂将水中的化学制剂洗消或降解掉即可，如被重度污染，就只能采取远程输水的方式了，净水已经不起作用。
　　严格来说，核生化污染下的水源是不能饮用的，只能想办法将其它地方的水输送过来。以我军现有的净水设备来看，还没有完全具备净化被核生化污染水源的能力，特别是生物污染和化学污染。除此之外，净化该类水源的成本高、效率低，因此一旦进入这种区域，最好采取将人员和物资转移的办法，以防多种污染发生。
　　记：这次我军净水装备相当于参加了一次特殊的战役。今后我军的净水装备将向什么方向发展?
　　段：从我军现在净水装备的情况来看，应该说已处于比较领先的地位，无论是净水车还是净水器，净化水源的效率与国外相比，差距不大。今后应该是朝更大型化和信息化的方向发展。所谓大型化，并不是说净水车或净水器越大越好，而是在利用大型规模水站的基础上，提高净水速度和净化效率，使水的洁净度更高。信息化则是采用变频、调频的信息化手段，使净水设备能够智能化地对水质进行判断，选择净水方式，完成水源的净化。
　　记：谢谢专家，祝愿灾区早日重回碧水蓝天，生命生生不息。