Канализация (техн.). — Необходимость искусственных устройств для быстрого удаления нечистот из больших населенных мест сознана была уже в древности. Вавилон, Карфаген, Иерусалим и многие города Египта снабжены были водостоками. По Лайарду, в Вавилоне существовали под улицами большие каналы, к которым примыкали боковые трубы для отвода помоев из домов. В Иерусалиме сточные воды направлялись в большие пруды при помощи целой сети каналов; осадки, накоплявшиеся в прудах, продавались на удобрение, и водой их пользовались для поливки садов долины Кидрона. Наиболее значительная в древности К. устроена была в Риме. Cloaca maxima, построенная Тарквинием Приском за 600 л. до Р. Хр., существует еще в настоящее время. Высота этого главного отводного канала 5,3 м, а ширина 4,4 м. Сначала он имел назначением принимать в себя лишь почвенные воды болотистой части города, но затем в него проведены были также грязные воды из домов. Вследствие малого падения и недостаточной промывки этого канала его пришлось, спустя 700 лет после постройки, снова очистить. При имп. Августе введена была в Риме правильная промывка каналов водой из водопроводов. В средние века дождевые и домашние воды спускались по естественным стокам и часто в смеси с извержениями по открытым канавам. Во многих городах подобное неудовлетворительное состояние отвода грязных вод сохранилось по настоящее время. Вообще лишь во второй полов. XVI ст. в некоторых городах Европы снова появляются попытки к устройству правильной К. Так, например, в городе Бунцлау (Прусская Силезия) сохранились каменные водосточные галереи, устроенные в 1559 г. В Праге построены в XVII ст. подземные сточные каналы, перекрытые сводами. Более совершенным устройством отличались водостоки английских городов. Значительные успехи в устройстве К., в особенности больших городов, достигнуты во второй половине настоящего столетия. По примеру Англии, где уже в 1852 г. изданы были правила об отводе грязных вод жилых домов и общественных зданий, об устройстве водостоков и очистке городов, в более значительных городах европейского континента приступлено было к устройству рациональной К. В 1854 г. Париж обладал уже 142 км крытых каналов, а в 1856 г. в этом городе началось под руководством Бельграна сооружение больших водосточных галерей (см.). В нач. 50-х гг. приступлено было к устройству правильной К. в Гамбурге. За этим последовали подобные же работы во многих других больших городах. При выборе систем К. имеют преимущественное значение: расположение города и топография его, величина его и характер занятий жителей, климатические условия, свойство и потребности ближайшей окрестности, способ окончательного удаления нечистот и т. д. Наиболее благоприятны для К. условия тех городов, которые расположены при больших реках на местности с значительным уклоном. При таких условиях можно применить с полным успехом систему сплавной К. В менее благоприятных условиях находятся города, расположенные на весьма плоской местности или при малых и медленно текущих реках и на низменных берегах морей и озер. Здесь часто бывает необходимо разделить всю систему водостоков на несколько второстепенных систем, причем содержимое каналов перекачивается из одной системы в другую помощью насосов и таким образом отводится за пределы города. При таких условиях водостоками нередко пользуются лишь для отведения дождевых и домовых вод, нечистоты же из выгребов извлекаются отдельно и вывозятся, или для последних устраивается особая система подземных труб, по которым нечистоты удаляются механическим путем (закрытая система водостоков, пневматические системы). К. города располагается по одной из следующих основных пяти систем:
1) Перпендикулярная система (см. табл. Канализация, фиг. 1).
Город разделяется на несколько участков, в каждом из них группа водостоков примыкает к магистральному каналу (коллектору) S, который впадает в реку под прямым углом. Удобство этой системы: короткие каналы малого сечения; недостатки: обременение коллекторов в пределах нижней части города водою, притекающей из верхних частей, и загрязнение реки в пределах самого города. Примеры: Вена, Прага, Берн, Любек.
2) Параллельная система (табл., фиг. 2). Коллектор S каждой системы не изливается непосредственно в реку, а перехватывается отводным каналом, который проведен параллельно реке и впадает в последнюю лишь за пределами города. Преимущества: река внутри города не загрязняется; недостатки: обводным каналам, которые должны отводить большое количество воды, при слабом уклоне необходимо придать вместительную профиль, а потому устройство их обходится дорого. Рассчитывая на увеличение населения города, приходится сделать эти главные каналы больших размеров, вследствие чего с самого начала является непроизводительная затрата капитала. Пример: Данциг.
3) Веерная система (табл., фиг. 3). Для всего города выбирается одна точка примыкания к реке, А, к которой в виде лучей направляются коллекторы различных участков. Неудобство: необходимость придания главным коллекторам размеров с расчетом на увеличение населения, а потому частью мертвая затрата капитала, как и при параллельной системе. Примеры: Брюссель, Бремен, Бреславль, Карлсруэ.
4) Радиальная система ( табл., фиг. 4). Город разделяется на участки, в каждом из них устраивается особая сеть каналов с коллектором, а если нужно, то и станция для откачивания насосами собираемой воды. Удобство: возможность рационального расширения сети устройством новых радиальных систем, без изменения существующих сооружений. Пример: Берлин.
5) Ступенчатая система. Город разделяется на участки, расположенные на разных высотах. В каждом из участков располагается независимая от других сеть водостоков с отдельным коллектором. Смотря по характеру участка, сеть его устраивается по веерной или по параллельной системе. К реке примыкает большой коллектор нижнего уступа. Удобство: облегчение промывки. Примеры: Париж, Лондон, Франкфурт-на-Майне, Мюнхен.
При составлении рационального проекта К. необходимо комбинировать эти основные системы для достижения лучших результатов с возможно меньшей затратой денежных средств. При всех этих системах К. вода с содержащимися в ней твердыми частями передвигается по водостокам вследствие приданного последним уклона, и только в концах сети, или главных собирательных каналов, иногда употребляются насосы, за отсутствием достаточного падения, для откачивания содержимого водостоков. Но есть еще системы, где нечистоты удаляются по трубам непосредственно, давлением наружной атмосферы, вследствие выкачивания воздуха из резервуаров, которые при посредстве этих труб сообщены с отхожими местами. Эти системы называются пневматическими. В системе Шона все жидкие нечистоты города вместе с фекалиями отводятся по одной общей сети труб. Система эта может быть применена лишь в тех городах, где имеются устройства для доставления сжатого воздуха. Грязные воды из домов вместе с извержениями собираются сначала в особых резервуарах (эжекторах); при наполнении резервуара до определенного предела поплавок, плавающий на поверхности жидкости в резервуаре, приподымает клапан, через который в резервуар притекает сжатый воздух. Последний гонит содержимое резервуара в приемную трубу отводной сети, по которой нечистоты доставляются к общему приемнику. Система эта введена в Рангене. По другой пневматической системе, Лиернура, для отвода домашних и дождевых вод, с одной стороны, и фекалий — с другой, устраиваются две отдельные системы труб. Но почти во всех городах, где эта система применена (Амстердам, Лейден, Прага, Ганау, Дордрехт), осуществлена пока лишь вторая часть задачи. Принцип, на котором основана система Лиернура, заключается в высасывании извержений из отхожих мест целой группы домов в закрытые железные резервуары, передвигаемые на колесах. Для этого устроена непроницаемая для воздуха сеть железных труб, сообщающаяся с отхожими местами. В трубах этих производится разрежение воздуха переносными воздушными насосами или общим большим насосом центральной пневматической станции. Способ Бурова, примененный к очистке некоторых общественных зданий в СПб., отличается от системы Лиернура главным образом тем, что выкачивание воздуха производится паром в так назыв. генераторе, причем нечистоты удаляются не из отхожих мест, а из общей для всех их выгребной ямы.
При проектировании К. города, необходимо знать количество дождевой воды, выпадающей на площади города, и количество воды, проводимой водопроводами и расходуемой в домах, для определения размеров водостоков. Если же К. предполагается открытою, то необходимо знать также количество нечистот. Для соображения об этом могут служить данные следующих таблиц:
Количества выпадающей дождевой воды (число литров на гектар в секунду).
| Города | Количество выпадающей дождевой воды |
Количество стекающей дождевой воды |
|---|---|---|
| Вена | 70 | 27 |
| Париж | 125 | 42 |
| Мюнхен | 45 | 9—22 |
| Карльсруэ | 36 | 18 |
| Лондон | 70 | 35 |
| Данциг | 36 | 18 |
| Хемниц | 70 | 17—50 |
| Брауншвейг | 58 | 29 |
| Берлин | 64 | 21,2 |
Количества потребления воды.
| Города: | Число литров на чел. в день |
Число населения на площади одного гектара |
Число литров на 1 гектар в сек. |
|---|---|---|---|
| Вена | — | — | 0,70 |
| Висбаден | 100 | — | 0,65 |
| Мюнхен | 150 | 55—470 | 0,2—1,8 |
| Маннгейм | 160 | 300 | 1,00 |
| Кенигсберг | 150 | 650 | 2,00 |
| Дортмунд | 135 | 70 | 0,22 |
| Данциг | 90 | 480 | 0,83 |
| Берлин | 127 | 200—500 | 1,54 |
Вода, не попадающая в каналы, как показывает опыт, испаряется или непосредственно просачивается в почву. Водостоки и не должны быть рассчитываемы на немедленное удаление всей воды, доставляемой ливнем, так как часть ее может быть некоторое время задержана в каналах, которые в этом случае играют роль резервуаров. Разница в потреблении воды разными городами, по второй таблице, главным образом зависит от различия промышленных условий городов. Чтобы узнать действительное количество воды, которое может попасть из домов в водостоки, необходимо принять во внимание, что в течение суток потребление воды меняется и бывает наибольшим в известные часы днем. Обыкновенно принимают, что в течение восьми дневных часов потребляется столько воды, сколько в течение остальных 16 часов; поэтому для получения часового расхода воды делят суточный расход на 2 х 8 = 16. При открытой, или свободной, системе К. надо принять еще во внимание количество извержений. На каждого человека можно принять в среднем в год 462 кг твердых и жидких экскрементов. К количеству воды (удаляемой из домов: помои, фабричные воды, вода из раковин и ванн и др.), составляющему в среднем в год 7300 кг, надо еще прибавить при открытой системе К. отбросы от метения комнат и из кухонь — около 90 кг, выгребаемая зола из печей — около 10 кг на душу населения, так что при открытой системе надо рассчитывать на отвод водостоками, кроме дождевой воды, еще около 7862 кг на одного жителя в год. Из этого видно, что даже при открытой системе К., когда водостоками отводятся и все нечистоты, более 93% их поступают в жидком виде. Что же касается состава сточных вод в смысле содержания в них органических веществ, способных разлагаться, то следующая таблица, данная Кенигом, показывает, что в этом отношении нет большой разницы между водостоками, в которые спускаются также и фекалии (полная сплавная система), и водостоками без фекалий (раздельная сплавная система):
| ГОРОДА | Твердых осадков, мг |
Растворенных веществ, мг |
Органических веществ, мг |
Хлора, мг |
Фосфорной к-ты, мг |
Всего азота, мг |
|---|---|---|---|---|---|---|
| I. При спуске фекалий в водостоки: | ||||||
| Среднее для 16 англ. городов | 446 | 722 | — | 106 | — | 77 |
| Париж у Клиши | 652 | — | 733 | — | 17 | 43 |
| Данциг | 582 | 683 | 361 | 70 | — | 65 |
| Берлин | 535 | 850 | 292 | 167 | 18 | 67 |
| Бреславль | — | 1161 | 511 | 130 | 23 | 94 |
| II. При отсутствии спуска фекалий в водостоки: | ||||||
| Среднее для 16 англ. городов | 381 | 824 | — | 115 | — | 64 |
| Мюнхен а) днем | 80 | 381 | 160 | — | — | — |
| Мюнхен б) ночью | 161 | 342 | 219 | — | — | — |
| Бреславль | 210 | 729 | 333 | 78 | — | 40 |
| Эссен | 318 | 843 | 230 | 234 | 13 | 69 |
| Галле | 1015 | 3376 | 546 | 1136 | 36 | 105 |
В настоящее время техники, как и гигиенисты, стремятся при устройстве К. придерживаться такого расположения частей, чтобы впоследствии можно было ввести сплавную систему. Поэтому в конструктивном отношении общий интерес представляют лишь детали сплавной К. Приемником всех домашних нечистот служит вертикальная спускная труба, проходящая через все этажи строения; она называется фановой (табл., фиг. 11 и 12) и соединяется с отводами от раковин, ванн, ватерклозетов (при открытой К.) и пр. Чтобы зловоние из трубы не могло проникнуть в квартиры, она снабжается коленами (обратными сифонами) для образования водяного затвора. Чтобы в сеть не могли попасть жиры, содержащиеся в отбросах, иногда вставляются для отделения их чугунные резервуары (табл., фиг. 13) или керамиковые горшки (табл., фиг. 14 — американский горшок), наполненные до половины жидкостью, так что жир, всплывая на поверхность, далее не проходит. Привешенные в этих резервуарах ведра облегчают удаление жира и других собирающихся в них веществ. Горшки вместе с тем служат для осаждения твердых веществ. Подобные приборы для задержания жира необходимо устроить, напр., при приемных трубах для помоев от народных столовых и тому подобных заведений, так как жировые и липкие вещества, попадая в большом количестве в водостоки, пристают к стенам каналов и способствуют осаждению там же и других веществ и засоряют их, усиливая также гниением дурной запах. Для возможности удаления воздуха, попавшего в спускные трубы, они доводятся до крыши здания. Дождевая вода с поверхности улиц и дворов стекает в водостоки через приемные колодцы, которые прикрываются металлической решеткой или каменной плитой с отверстиями для прохода воды. Дно колодца всегда опускается ниже дна водосточной трубы, чтобы твердые нечистоты, увлекаемые стекающей водой, могли осесть в колодце и не засорять, следовательно, галереи. Чтобы колодцы при системе открытых водостоков не могли распространять зловоние по улицам города, при них устраиваются сифоны (т. е. труба, посредством которой колодец соединяется с водостоком, образует колено, в котором всегда находится слой воды, препятствующий прохождению зловонных газов). Колодцы, кроме того, устраиваются для осмотра водостоков, чистки и починки их и располагаются или непосредственно над осью водостоков, или в стороне, что зависит от принятой системы: свободной или закрытой. При закрытой системе в колодец спускаются по лестнице через верхнее отверстие, закрываемое чугунною решеткою и служащее для проветривания водостока. При свободной системе колодец соединяется с водостоком посредством боковой галереи, и отверстие его закрывается герметически чугунною плитою. Для спуска рабочего плита открывается, и он спускается по железной стремянке и закрывает плиту, почему зловоние распространяется на очень короткое время. Кроме этих смотровых колодцев, делаются так называемые фонарные колодцы (фиг. 24).
Для осмотра галереи к цепи, приделанной к крыше такого колодца, привешивается фонарь, огонь которого должен быть виден из смежного колодца, если труба не засорена. Домовые каналы примыкают к уличным водосточным галереям, причем одна галерея располагается вдоль оси улицы (Гамбург, фиг. 18 и 19 таблицы). Преимущество одной водосточной уличной галереи заключается в меньшей стоимости ее и удобстве очистки при большом отверстии. Две галереи дают возможность укоротить домовые каналы и придать им больший уклон, но могут быть применены лишь при ширине улицы не менее 30 м. Для небольших каналов, диаметром от 21—48 см, употребляются трубы кругового сечения, гончарные и внутри глазурованные (табл., фиг. 15 — прямое звено, фиг. 16 — разветвление, фиг. 17 — кривое звено). Большие каналы выводятся в виде кирпичных, бетонных или каменных галерей различной профили. Форма сечения водостоков выбирается в зависимости от разницы между наибольшим и наименьшим расходами воды и от уклонов, которые могут быть приданы трубам и галереям. При небольших колебаниях расхода воды в водостоках для них выбирается профиль овоидальная, круговая или приплюснутая (табл., фиг. 5—8). Если расход колеблется в больших пределах, то в подошве галереи делается небольшой кювет для протока воды в небольшом количестве, что препятствует заносу всей подошвы при малых количествах протекающей воды (табл., фиг. 9). На фиг. 10 таблицы показан профиль галереи для раздельной системы водостоков (в Будапеште), в которой верхний канал служит для отвода дождевой воды, а по нижнему протекают разжиженные нечистоты.
Уклон водостоков определяется естественными склонами местности, глубиной заложения верховых частей в зависимости от глубины промерзания грунта и глубины подвалов и уровнем реки, в которую отводится содержимое. Вообще уклон должен быть настолько велик, чтобы смывались все осадки в каналах. Уклон и скорость, с которою содержимое должно протекать, зависят также от количества плотных нечистот, могущих при осаждении произвести засорение труб. Например, сточные воды Лондона, где в трубы спускаются все городские и домовые нечистоты, содержат твердых нечистот от 1/36 до 1/16 всего объема, скорость воды в них от 0,75 м до 0,90 м и не более 1,20 м, и сообразно с этим уклон их принимается в 1/240. Сделав распределение сети водостоков, приступают к определению их размеров, начиная с расчета сечений концевых трубок, выводящих воду из домов. Потребная площадь живого сечения зависит от расхода, уклона и величины подводного периметра при данной форме профиля. При этом пользуются известными формулами гидравлики для движения воды в трубах. Суммируя расход, постепенно переходят от определения размеров отводных труб минимального диаметра к вычислению площадей собирательных труб и коллекторов, заканчивая главным коллектором, имеющим форму кирпичного туннеля или круглой каменной или бетонной галереи. О проветривании водостоков сказано в гигиеническом отделе статьи (см.). Для предупреждения наполнения водосточных труб водой при чрезвычайных поднятиях уровня воды в реке в устьях выпусков устраиваются щиты, при помощи которых можно закрыть галереи со стороны реки, или такие же самодействующие клапаны. Где возможно, устраивают запасные, или предохранительные, выпуски для скорейшего опорожнения водостоков при переполнении их водою сильных ливней. По временам необходимо произвести очистку твердых нечистот, которые постепенно осаждаются в водосточных галереях и могут их совершенно запрудить. Для этого устраиваются в разных местах сети осадочные колодцы или плотины, задерживающие осадки в одном месте, доступном для периодической очистки. Галереи больших размеров очищаются посредством щита, передвигаемого помощью вагона. В Париже очистка водостоков производится очень деятельно, ей занято постоянно 300—400 чел. В Гамбурге, Данциге и других городах водостоки очищают промывкою. В Берлине малые трубы водостоков промываются пущенною в них струей воды в среднем через 12 дней; каналы, доступные для движения рабочих, очищают в среднем через 20 дней, а большие галереи очищаются протаскиванием щетки в период от 2 до 6 лет в зависимости от состава протекающих в них вод. Соединение водосточных труб, пересекающихся под углом, делается так, чтобы движение воды в главной галерее не замедлялось притоком воды боковой ветви. Для этого необходимо сделать соединение по кривой, касательной к оси главной трубы. Особенно сложные соединения получаются при скрещении с водопроводными, газопроводными трубами или старыми существующими водосточными каналами. На фиг. 21 и 22 таблицы представлено пересечение запасного выпуска N с водосточным каналом К и газовой трубой G; N проведено под каналом К и газовою трубою; Е изображают колодцы для осмотра водостоков. Из главных коллекторов сточные воды спускаются или непосредственно в реку, или в бассейны, из которых они выкачиваются насосами. Первый способ применим лишь в тех случаях, когда река имеет значительный расход и достаточное падение. В противном случае сточные воды для предупреждения загрязнения речной воды должны быть подвергнуты предварительной очистке. Для этого ее осветляют в отстойных бассейнах (см. Очистка вод), пропускают через фильтры или направляют на поля орошения. В последнее время пытаются прибегнуть также к химической очистке (преимущественно известью — конкурс на проекты очистки сточных вод г. Лейпцига). К. представляет собою одно из самых дорогих санитарных устройств нашего времени. Поэтому введение ее во многих городах замедляется. Для примера укажем, что на сооружение пяти канализационных участков г. Берлина, оконченных к 1883 г., с включением станций с насосами для выкачивания воды и промывки водостоков, но не считая полей орошения, затрачено было 17,81 млн. руб. кред. В следующей таблице приведена, по данным проф. Баумейстера, сравнительная стоимость, в кредитных рублях, устройства К. в 10 городах, не считая расходов на приспособления в домах:
| ГОРОДА: | Длина водостоков в метрах |
Стоимость устройства в рублях |
Стоимость эксплуатации в руб. на кажд. жителя | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| На одного жителя |
На один гектар |
На одного жителя |
На 1 м водостоков |
Содерж. водостоков |
Содерж. машин | |
| Париж | 0,30 | 90 | 20 | 67 | 0,30 | 0,15 |
| Ливерпуль | 0,75 | 190 | 33,5 | 45 | 0,20 | — |
| Лондон | 0,85 | 140 | 34 | 40 | 0,35 | 0,15 |
| Мюнхен | 0,75 | 150 | 25 | 33,5 | 0,35 | — |
| Гамбург | 0,50 | 67 | 19 | 37,5 | 0,15 | — |
| Франкфурт | 0,90 | 160 | 31,5 | 35 | 0,09 | — |
| Данциг | 0,50 | 80 | 12,5 | 25 | — | — |
| Бреславль | 0,40 | 130 | 10 | 26 | 0,07 | 0,065 |
| Берлин | 0,70 | 210 | 24 | 34 | 0,13 | 0,205 |
| Аугсбург | 0,70 | 180 | 17,5 | 25 | — | — |
Из русских городов канализированы, по крайней мере отчасти, Одесса, Варшава (полная сплавная канализация), Ялта, Киев (раздельная система); Москва в нынешнем году также приступила к сооружению сплавной К. по раздельной системе. Нов. литература: Lindley, «D. Schwemmkanalisation in Frankfurt» (Фр.-на-Майне, 1878); Pettenkofer, «Vortrage, über K. u. Abfuhr» (Мюнх., 1880); Liernur, «Rationelle Städteentwässerung» (Берл., 1883—1891); J. König, «Ueber die Principien und die Grenzen der Reinigung von Schmutzwässern» (Берл. 1885); Mille, «Assainisement des villes par l’eau» (Пар. 1886); Hobrecht, «Die K. von Berlin» (2-е изд. Берл., 1887); Adams, «Sewers and drains for populous districts» (Нью-Й., 1887); Assmann, «Die Bewässerung und Entwässerung von Grundstücken». (Мюнх. и Лпц., 1893).
Канализация (гигиен). Возрастающее стремление современного культурного человека к чистоплотности не удовлетворяется прежними системами удаления нечистот из населен. мест, основанными на различных способах вывоза, — тем более, что последовавшее за последние десятилетия почти повсеместное улучшение водоснабжения городов в значительной степени увеличило количества удаляемых грязных вод. Вывоз последних, возможный при условиях деревенской жизни и в небольших городах, по мере увеличения городского населения становится все более и более затруднительным в техническом отношении и все более и более убыточным для обывателей. Вследствие этого огромная масса нечистот вовсе не вывозится из городов, а оставляется в ямах или выливается на поверхность земли, на улицах и дворах, и донельзя загрязняет городскую почву. Между тем не подлежит сомнению, что засоренная нечистотами почва, в которой совершаются процессы гнилостного разложения, в значительной степени содействует усиленной заболеваемости и смертности населения, и специальными исследованиями [1] доказано, что брюшной тиф, холера, эпидемический понос и т. д. чаще и сильнее поражают населения домов, расположенных на загрязненной почве, чем таких, почва под которыми содержится сравнительно чисто. Таким образом, города были вынуждены придумывать такие способы удаления нечистот, при которых загрязнение почвы было бы по возможности устранено и при которых, наряду с человеческими извержениями, удалялись бы из города все грязные воды, получаемые в домашнем хозяйстве, все сточные воды с бань, прачечных и т. д. — одним словом, все, что не должно приходить в соприкосновение с городской почвой. Этому требованию может удовлетворять только К., т. е. система. домовых и уличных водостоков, удаляющих все нечистоты из пределов города. Если водостоки, кроме того, принимают грязные верховые воды с улиц, площадей и дворов, то мы имеем полную сплавную канализацию, если же К. служит только для удаления нечистот и грязных вод из домов, причем дождевая и грязная дворовая вода отводится особо, то мы говорим о раздельной системе сплавной канализации. Необходимо заметить, что к этой категории нельзя причислить так называемую пневматическую канализацию (см. выше — техническую часть). Эта последняя, по сравнению с простым вывозом нечистот, представляет известное усовершенствование, так как они предохраняют почву от загрязнения фекальными массами и мочой; но в то же время она по своему санитарному значению не может конкурировать со сплавной канализацией (полной или раздельной), так как ограничивается удалением человеческих извержений или допускает лишь весьма небольшую примесь к ним помоев и, следовательно, не устраняет засорения почвы огромным количеством грязных вод. Правда, при системе Лиернура, которая одно время сильно пропагандировалась и у нас, в России, кроме пневматической канализации, предполагаются еще другие сети подземных каналов и труб, предназначаемых для удаления всевозможных помоев и сточных вод и для дренажа городской почвы; но все эти каналы не осуществлены ни в одном из тех немногих голландских городов, где система Лиернура нашла более или менее широкое применение. Вообще в настоящее время выяснилось, что гигиена, допуская возможность применения упомянутых систем в известных исключительных условиях, должна категорически высказаться против него, коль скоро вопрос идет о замене сплавной канализации подобными приспособлениями в более или менее значительных городах, нуждающихся в настоящих ассенизационных работах. Между тем такие проекты являются именно тогда, когда городские общественные управления, несколько останавливаясь перед большими расходами, с которыми сопряжена настоящая канализация, находятся в нерешимости и представляют благоприятную почву для агитации в пользу более дешевых систем, хотя и преследующих гораздо более узкую задачу. Здесь-то именно на обязанности гигиены лежит беспристрастная оценка подобных систем.
При устройстве К. необходимы некоторые предварительные работы, имеющие отчасти техническое, отчасти санитарное значение. Важных в техническом отношении изысканий — тщательная нивелировка площади, занимаемой городом, исследование геологического характера и расположения поверхностных пластов городской почвы, определение максимального количества атмосферных осадков, выпадающих в данной местности в течение часа, выяснение стояния и колебаний грунтовых вод, статистическое исследование распределения городского населения по отдельным участкам и густоты населения вообще — мы здесь касаться не будем. В санитарном отношении, т. е. главным образом для контроля того действия, которое К. окажет на чистоту почвы и на общественное здоровье города, желательно произвести во время самих К. работ химическое исследование городской почвы в широких размерах и озаботиться введением не только точной статистики общей смертности населения по отдельным улицам и домам, но и специальной статистики заболеваемости и смертности от заразных болезней и притом главным образом от тех, которые, по всей вероятности, имеют известную связь с почвенными условиями — малярийные лихорадки, брюшной тиф, холера, летние поносы новорожденных, чахотка. Вместе с тем, при составлении самого проекта К. необходимо иметь в виду вопрос о дальнейшей судьбе удаляемых водостоками нечистот и предварительными изысканиями выяснить, можно ли клоачную жидкость спускать в ближайшую реку и при каких условиях (непосредственно или после механической и химической очистки) или же необходимо подвергать ее фильтрации через культурную землю. При составлении общего плана водосточной сети необходимо сообразоваться с местными условиями. Схематически сплавная К. представляет заложенную под землею сеть труб и каналов, отдельные части которой расширяются от центра к периферии, так что она имеет вид сильно разветвленного дерева: на концах тончайших веточек его находятся дома с своими ватерклозетами, кухонными раковинами, спусками из ванн, прачечных и т. д.; уличные каналы и трубы соответствуют более или менее крупным ветвям, а главный собирательный канал (коллектор) уподобляется стволу дерева. В сравнительно недавнее время сеть городских водостоков нередко была лишена настоящих коллекторов, и уличные водостоки изрыгали свое содержимое в реки еще в черте города. Обусловленное этим недопустимое с санитарной точки зрения положение рек и их берегов дало повод к постройке, по предложению английского инженера Базальгета, так наз. «перехватывающих» каналов (intercepting sewers), представляющих собирательные каналы, которые, идя параллельно реке, пересекают уличные водостоки, принимают их содержимое и передают его реке ниже по течению, вне пределов города. Эта система, представляющая несомненное усовершенствование, была применена в английских, а отчасти и в тех германских городах, которые в новейшее время у себя устроили К. Но нередко, в особенности по отношению к большим городам, представляется, более выгодным разделить город на несколько участков и снабдить каждый из них отдельной сетью водостоков, имеющей свой собирательный канал. Эти коллекторы могут быть проведены из центра города к окраинам и за пределы города в различных направлениях, как в Берлине («радиальная» система инженера Гобрехта), окруженном целым кольцом полей орошения, или они могут в конце концов привести нечистоты отдельных участков к одному месту, как это предполагается для Москвы [2]. Вообще определение числа и формы участков, а также и направления коллекторов совершенно зависит от местных условий, так как при устройстве К. желательно возможно лучше воспользоваться данной конфигурацией почвы для облегчения стока клоачной жидкости и для сокращения расходов на искусственный подъем ее из низко лежащих частей города. Для больших городов, лежащих в ровной местности, удобнее всего провести принцип децентрализации канализационной сети, с лучеобразными районами; если же город построен террасами или расположен частью в котловине и частью на склонах холмов, то дифференцирование К. может быть сделано соответственно высоте положения отдельных частей города. Во всяком случае децентрализация значительно облегчает постепенное исполнение К. по частям города и почти совершенно устраняет опасность, что при быстром росте города та или другая часть водосточной сети окажется недостаточной по своим размерам, ибо при лучеобразной или другой подобной системе верхние концы водостоков, имеющие наименьший диаметр, находятся в центре города, где нарастание населения если и возможно, то во всяком случае в весьма ограниченной степени; нижние же части сети — главные уличные водостоки и коллекторы — всегда могут быть рассчитаны на весьма значительный прирост населения, так что даже примыкание целых новых частей города к существующей сети не представит никаких затруднений.
Материал, из которого строятся водостоки, представляет интерес, с санитарной точки зрения, постольку, поскольку от него зависит непроходимость водостоков (прочность их) и свободное течение по ним клоачной жидкости (гладкая поверхность внутри). Для небольших уличных стоков (до 0,5—0,6 м) употребляются гончарные глазурованные трубы; стоки же с большим диаметром строятся из кирпича, выделка которого для этой цели требует особого внимания; бетонные трубы и каналы считаются недостаточно прочными (разъедаются щелочами), а чугунные обходятся чересчур дорого и, кроме того, становятся в скором времени шероховатыми вследствие разъедающего влияния клоачной жидкости. Вопрос о степени непроницаемости для воды стоков при сплавной канализации, который одно время играл большую роль в борьбе «за и против» канализации, в настоящее время может быть совершенно устранен, так как фактическая непроницаемость хорошо сложенных стоков не подлежит никакому сомнению.
Глубина заложения водостоков, насколько она не зависит от конфигурации местности, обусловливается, с одной стороны, необходимостью предохранять сточную жидкость от замерзания и, следовательно, определяется климатическими условиями, а с другой — желанием удалять грязные воды из всех (не исключая самых глубоких) подвальных помещений. Затруднения, которые могли бы возникнуть по последнему вопросу, легко устраняются местным обязательным постановлением, регулирующим глубину подвалов. Некоторая осторожность при глубоком заложении водостоков требуется, по-видимому, там, где дома на канализируемых улицах построены на сваях.
Размеры водостоков зависят от количества удаляемой жидкости. При полной сплавной канализации в основание расчета кладется максимальное количество дождя, которого можно ожидать в данном месте в течение 1 часа; но так как и в техническом, и в экономическом отношениях постройка водостоков, которые могли бы вмещать в себе такие огромные количества жидкости, представляется неудобной, то для отвода большей части последней во время ливней устраиваются так наз. «запасные выпуски», при помощи которых огромные массы дождевой воды, попавшей в стоки, ближайшим путем сливаются в имеющиеся в городе водоемы. С санитарной точки зрения против этого едва ли могут быть сделаны серьезные возражения, так как при этих условиях содержимое водостоков благодаря разжижению нечистот громадными количествами дождевой воды не может давать повода к такому загрязнению речной воды, которое чем-нибудь угрожало бы общественному здоровью. При раздельной системе канализации, не принимающей верховых вод, размеры водостоков становятся соответственно меньше.
Форма поперечного сечения и уклон водостоков интересуют нас, с санитарной точки зрения, постольку, поскольку они содействуют беспрепятственному движению по трубам и каналам клоачной жидкости. Современной техникой в этом отношении установлены известные принципы, которые и применяются при постройке водостоков: для небольших стоков принята форма труб с круглым сечением; для стоков больших размеров наиболее выгодным сечением считается яйцевидное, так как подобный профиль стока при возможно большей высоте его допускает надлежащее сосредоточивание содержимого на подошве канала, благодаря чему увеличивается напор жидкости и скорость течения и затрудняется отложение плотных веществ на дне канала и на стенках его. — Уклон стоков должен быть тем больше, чем меньше, при прочих равных условиях, размер их; относящиеся сюда вычисления основаны на том предположении, что скорость течения в уличных стоках должна быть не менее 3 фт. в секунду и что круглые стоки или кругообразная подошва яйцевидных стоков постоянно наполнена жидкостью до половинной высоты. Чересчур больших уклонов опасаются на том основании, что при этом небольшие уличные стоки временами могут оставаться совершенно без воды, вследствие чего плотные вещества могут осаждаться и засаривать их. Вообще канализация может правильно функционировать только при известном наполнении стоков жидкостью, а потому первым условием для устройства канализации в каком-либо городе является достаточное водоснабжение, а потому заботы о последнем должны обязательно предшествовать осуществлению канализации. Кроме того, домовладельцы на канализированных улицах должны быть вынуждены прямыми или косвенными обязательными постановлениями по санитарной части примыкать к канализации, т. е. спускать все нечистоты и грязные воды с своих владений в водосточную сеть, потому что в противном случае является опасность, что последняя не получит достаточного для правильной работы количества воды. Но при всем том возможность осаждения плотных веществ и засорения стоков должна быть устранена периодической промывкой их большими количествами воды. Для этого местами в уличных стоках устраиваются железные щиты, которые от подошвы канала доходят до 2/3 его высоты и могут запираться и отворяться по желанию; при закрытии щита благодаря накоплению за ним клоачной жидкости образуется подпор, которым затем пользуются для промывки нижележащего участка канала. Для усиления действия промывки, кроме обыкновенного содержимого стоков, можно пользоваться водой имеющихся в городе прудов, протекающих через него речек или других водоемов, а также и водой городского водопровода, вводимой в стоки под напором. Весьма целесообразным оказалось применение промывательных автоматически действующих станков, которые, будучи устанавливаемы в «мертвых концах» водосточной сети, наполняются водой из водопровода и опоражниваются в известные промежутки времени. Этот способ автоматической промывки водостоков проектирован и для К. Москвы. Кроме промывки, водосточная сеть во избежание засорения нуждается еще и в механической очистке. Эта последняя требуется в усиленной степени при полной сплавной К., при которой через осадочные колодцы на дворах и улицах вместе с верховыми водами в стоки попадает очень много сора и уличного песка. Правда, осадочные колодцы снабжаются приспособлениями, задерживающими главную массу уличного сора, притекающего к ним вместе с дождевой водой; но, несмотря на это, в водостоки всегда попадают значительные количества мелкого песку, который образует на подошве их довольно плотный слой и не может быть удаляем промывкой, а уступает только механическим приемам очистки. Так, напр., для этой цели в Берлине существует целая команда рабочих, которая каждый день очищает известное количество каналов от попавшего туда песка. Меньше опасности для образования подобных осадков существует при раздельной системе К., не имеющей отверстий для приема верховых вод; но и здесь при небрежном отношении со стороны обывателей в водостоки всегда попадает много посторонних предметов (тряпки, мочала, зола и т. д.), которые могут давать повод к засорению их, а потому механическая очистка и при раздельной К. является неизбежной. Для спуска рабочих, которым поручается осмотр стоков и очистка их, канализационная сеть снабжается так наз. «смотровыми колодцами», устраиваемыми на известном расстоянии друг от друга (50—100 м) и, сверх того, на местах соединения двух уличных каналов или домовых стоков с уличными. Кроме промывки и механической очистки, канализационная сеть нуждается в постоянном возобновлении воздуха — в вентиляции. Исследования показали, что направление, по которому движется воздух в уличных и домовых водостоках, а равно и сила его течения, зависят от многих факторов, которые иногда поддерживают друг друга, иногда же действуют в противоположных направлениях, и что нередко один и тот же фактор в различных местах водосточной сети и в различные времена производит не одинаковое течение воздуха. Наиболее сильное действие на направление и силу воздушного течения в уличных и дымовых стоках обнаруживает температурная разница между атмосферным воздухом и воздухом, заключенным в различных местах водосточной сети. Обыкновенно, в особенности при отсутствии разъединяющих приспособлений между уличной и домовой К., естественное движение воздуха в стоках идет снизу вверх, от центра к периферии, против течения воды, и только в исключительных случаях (чаще всего летом) наблюдается течение воздуха в обратном направлении. Казалось бы, проще и целесообразнее всего воспользоваться естественными факторами, вызывающими это явление, и вентилировать уличные каналы и трубы через домовые стоки, занимающие наиболее высокие места в канализационной сети. Но такому решению вопроса препятствовали теоретические соображения санитарного свойства. В Англии, на родине современной К., очень распространено мнение, что клоачные газы, проникая в дома в случае нарушения водяных затворов в ватерклозетах, кухонных раковинах и т. д., могут давать повод к возникновению некоторых заразных болезней — брюшного тифа, холеры, дифтерита, эпидемических поносов и проч. Поэтому в канализированных английских городах уличные водостоки отделены от домовых стоков водяными затворами, сифонами, не допускающими движения воздуха снизу вверх, из уличных стоков в домовую К., и вентиляция домовой сети производится независимо от уличной. Для первой служат или одни фановые трубы, выведенные поверх крыши, или фановые трубы вместе с дождевыми; кроме того, домовые стоки снабжаются притоком наружного воздуха; — что же касается уличной сети, то для удаления воздуха из нее имеются самостоятельные вытяжные трубы, расположенные большей частью на наружных стенах домов, а для притока служат смотровые и фонарные колодцы, снабженные решетчатыми крышами [3]. Подобное разделение вентиляции домовой сети от уличной практиковалось вначале и во вновь канализированных германских городах (Берлине, Франкфурте-на-Майне): в обоих этих городах сначала ставились разделительные сифоны между домовой и уличной К. для изоляции первой от второй. Но практика показала, что эти сифоны постоянно засоряются и что они ухудшают воздух в домовых стоках и служат причиной ухудшения воздуха и в уличной сети. Поэтому сифоны были удалены, и вентиляция уличных стоков беспрепятственно совершается через домовую сеть, причем воздух во всей канализации может хвалиться своей чистотой. Новая К. в Варшаве (полная сплавная) не имеет разделительных сифонов между уличной и домовой сетью; точно так же их не предполагается в проекте К. Москвы (раздельная система). В новейшее время и английские инженеры отказываются от разделительных сифонов, признавая, что санитарные условия домовой К. улучшаются при отсутствии приборов, отделяющих ее от уличных стоков. Нельзя отрицать, что при известных условиях газы из водостоков могут проникать через ватерклозеты, кухонные раковины и т. д. в жилые помещения: это наблюдается при высыхании водяных затворов в незанятых квартирах или при нарушении сифонообразных водяных затворов, легко происходящем при несоответствии диаметров домовых сточных труб и фановых труб, в особенности когда последние, а равно и трубы от кухонных раковин и пр., не продолжены сверх крыши и не открыты, а заделаны наглухо, — в этих случаях в фановой трубе может образоваться увеличенное или уменьшенное давление, выбрасывающее или, наоборот, высасывающее воду из сифонов [4]. Но подобные последствия неправильного устройства К. или плохого ухода за ней в отдельных случаях вовсе не доказывают необходимости отделить домовую сеть водостоков от уличной. Вообще боязнь клоачных газов по отношению к современным водостокам не имеет, по-видимому, достаточных оснований, так как воздух канализационной сети, по существующим исследованиям, отличается сравнительной чистотой: в воздухе старых водостоков, техническое исполнение которых оставляло желать очень многого, действительно встречались огромные количества углекислоты, сероводорода и аммиака, наряду со значительным уменьшением кислорода, и неудивительно, что такой воздух нередко давал повод к острому отравлению рабочих. Но в современных сплавных каналах вовсе не существует условий для образования большого количества дурно пахнущих и ядовитых газов; этому препятствуют, с одной стороны, огромное разжижение содержимого стоков водой и быстрое удаление свежих еще нечистот из пределов города, а с другой — вентиляция стоков. Таким образом, воздух последних по содержанию в нем кислорода мало уклоняется от атмосферного воздуха; правда, он заключает в себе значительно больше углекислоты, чем атмосферный, и в нем всегда находятся следы сероводорода и аммиака; но углекислота представляется безразличной в санитарном отношении, а примесь других газов настолько мала, что она не придает воздуху заметного дурного запаха. В бактериологическом отношении воздух современных водостоков оказывается чище городского атмосферного или комнатного воздуха, и патогенных микробов в нем до сих пор не было найдено. Что касается вопроса о распространении заразных болезней клоачным воздухом при сплавной канализации, то значительный статистический материал касательно распространения брюшного тифа, холеры, дифтерита и т. д. в канализованных городах привел исследователей к заключению, что до сих пор не имеется никакого доказательства в существовании причинной связи между газами хорошо устроенных водостоков и развитием каких-либо заразных болезней, что распространение последних совершается абсолютно независимо от воздуха, содержащегося в городских водостоках, и что после проведения К. целые города или части их обнаруживают меньшую смертность, чем до устройства К. [5]. При этих условиях и вовсе не может быть речи об опасности, якобы угрожающей общественному здоровью в таком случае, если воздух из уличной и домовой сети К. будет выходить через фановые и другие трубы в свободную атмосферу над крышами домов, где он к тому же подлежит скорому и сильному разжижению. Таким образом, в настоящее время среди техников и гигиенистов преобладает мнение, что если все места, откуда в домовую сеть поступают нечистоты, изолированы от последней хорошо устроенными водяными затворами, то отделять домовых стоков от уличных сифонами, клапанами или другими приспособлениями не следует. В этом случае все отводные трубы ватерклозетов, кухонных раковин, писсуаров и т. д., продолженные кверху и выведенные над крышей, могут служить вытяжными трубами для всей канализационной сети (уличной и домовой); кроме того, для вытяжки можно пользоваться дождевыми трубами (при полной сплавной К.) или особыми железными трубами, выведенными вдоль наружных стен домов, фабричн. трубами или специальными вытяжными каналами в домах, имеющих центральную вентиляцию. Все эти трубы будут действовать под влиянием естественной разности температур наружного воздуха и воздуха, заключающегося в сточных трубах; а равно и под влиянием ветра. Для притока наружного воздуха могут служить решетчатые отверстия смотровых колодцев, но в интересах надлежащего возобновления воздуха и постоянства тяги будет лучше снабдить уличную К. особыми приточными трубами, помещаемыми в надлежащем количестве вдоль тротуаров или фасадов домов. При этих условиях едва ли можно ожидать обратной тяги и выхождения клоачных газов через приточные отверстия на улицу, так как всегда в значительном количестве вытяжных труб будет достаточная тяга для правильного действия вентиляции. При разъединении домовой К. от уличной сифонами необходимо снабдить сточную сеть каждого дома отдельным притоком, а для удаления воздуха из уличной сети требуются специальные вытяжные трубы наподобие заводских дымогарных труб, располагаемые в соответственном числе на наиболее высоко лежащих местах уличной сети и искусственно подогреваемые. Практика, однако, показала, что действие подобных центральных вытяжных труб неудовлетворительно и что замена ими вытяжных домовых труб невыгодна для вентиляции стоков. Вопрос о том, что делать с удаляемыми из городов посредством водостоков нечистотами, решается в различные времена и в различных местах неодинаково [6]. При первом появлении сплавной К. в английских городах практиковался почти повсюду непосредственный спуск клоачной жидкости в ближайшую реку. Но при существующей густоте населения в Англии и при сравнительной маловодности английских рек этот примитивный прием не мог безнаказанно продолжаться долгое время, и вскоре отовсюду раздались жалобы на чрезмерное загрязнение речной воды: там, где водостоки впадали в реку в пределах города, самому городскому населению приходилось переносить вызываемые отсюда неприятности; там же, где устья водостоков находились ниже города по течению реки, раздавались жалобы со стороны обиженных соседей. Вследствие этого англ. парламентом и правительством неоднократно назначались комиссии с участием известных ученых, которые констатировали страшное загрязнение рек и изыскивали средства для устранения этого зла. То же самое повторилось и во Франции (Париж), и в Германии (Гамбург, Франкфурт-на-Майне и др. города), хотя германские реки по своей величине и по быстроте течения представляют в этом отношении гораздо более благоприятные условия, чем английские. Но найти более или менее удовлетворяющий всех и примиряющий разнообразные интересы санитарного и экономического свойства исход было нелегко. С разных сторон высказывались мнения, подчас диаметрально противоположные, и вопрос продолжает быть спорным до настоящего времени: одни безусловно порицают спуск в проточные воды человеческих экскрементов, а спуск помоев допускают лишь с ограничениями (Реклам, «Международное общество охранения чистоты рек, почвы и воздуха»); другие признают за населением естественное право пользоваться проточными водами для удаления нечистот и рассматривают реки как естественные и вполне целесообразные пути для отвода не только помоев, но и человеческих извержений (Баумейстер, Эммерих); третьи, признавая введение содержимого сплавных каналов в реки вещью, небезразличной в санитарном отношении, допускают его лишь условно, для не особенно больших городов и при благоприятных условиях со стороны реки (многоводность, быстрота течения, отсутствие необходимости пользоваться речной водой для хозяйственных потребностей). В общем и техники, и врачи-гигиенисты пришли к заключению, что шаблонное решение этого вопроса невозможно, а что в каждом данном случае следует сообразоваться с местными условиями: немноголюдный город, расположенный на берегу большой, быстро текущей реки, находится в совершенно иных условиях по отношению к спуску своих грязных вод, нежели Лондон, Париж, Берлин, лежащие на маловодных реках, отчасти со слабым течением. Чем больше количество воды в реке сравнительно с количеством спускаемой городом клоачной жидкости, тем значительнее будет разбавление последней речной водой; чем быстрее течет река, тем меньше опасности, что на дне или по берегам ее образуются отложения грязных и гниющих масс; большая разница — попадает ли содержимое лондонских водостоков в Темзу, через квадратное сечение которой протекает менее 2-х млн. куб. м. воды в день, или же в такую реку, как Рейн, ведущий, наприм., у Кёльна, даже при самом низком стоянии, 82 млн. куб. м. воды в сутки; загрязнение Сены содержимым парижских водостоков и отложение грязи на дне реки были бы гораздо менее значительны, если бы Сена имела скорость течения р. Изар в Мюнхене (1 м в секунду вместо 0,15 м). Наконец, и самоочищение речной воды под влиянием механических, химических и биологических факторов (осаждение, влияние кислорода воздуха, жизнедеятельность микробов, водорослей и т. д.), происходит гораздо успешнее там, где городские нечистоты встречаются с большим количеством речной воды, имеющей быстрое течение, нежели там, где маловодная река с медленным течением принимает большие массы клоачной жидкости. Иногда прибегают к предварительному очищению клоачной жидкости механическим или химическим путями, для того чтобы обработанное таким образом содержимое водостоков можно было бы спускать затем в реку, не вызывая чрезмерного загрязнения последней. По существу, химическое очищение клоачной жидкости идет рука об руку с механическим очищением ее путем осаждения (седиментация): сточные воды собираются в больших бассейнах, где к ним примешиваются вещества, производящие в них осадок, который, со своей стороны, механически увлекает большую часть плавающих в жидкости веществ; при этом, кроме того, рассчитывают отчасти и на химическое извлечение растворимых в сточной воде удобрительных веществ (азота, калия и фосфорной кислоты). Для такой химической обработки сточных вод употребляются, главным образом, известь в виде известкового молока и квасцы (сернокислый глинозем), примешиваемые в известной пропорции к очищаемой жидкости; в широких размерах она производится в г. Франкфурте-на-Майне, который сначала спускал свои сточные воды непосредственно в Майн, но вследствие жалоб со стороны прибрежных жителей был вынужден прибегнуть к предварительному очищению клоачной жидкости. Способ этот требует сложных и дорогих сооружений и много расходов на эксплуатацию, и так как при всем том он дает довольно скромные результаты, заключающиеся в удалении плотных примесей, в некотором просветлении жидкости и в задержке процессов разложения, то в каждом данном случае раньше, чем решиться на подобную обработку сточных вод, необходимо всесторонне обсудить, насколько финансовое бремя, налагаемое при этом на городское население, окупается санитарной выгодой, которую представляет достигаемая этим способом весьма условная очистка клоачной воды. Факты показывают, что города решаются на этот способ лишь в крайнем случае, т. е. когда, с одной стороны, им запрещается спускать сточные воды непосредственно в реки, а с другой — они не могут достать необходимых для устройства полей орошения участков земли. То же самое должно сказать про систему Рекнер-Роте, в которой осадочные бассейны заменяются большими цилиндрами, в которых клоачная жидкость по прибавлении к ней осаждающих химических веществ медленно поднимается под влиянием отрицательного давления, очищаясь при этом от механических примесей [7]. Чаще всего в настоящее время для очищения сточных вод канализированных городов применяется орошение этими водами культурной земли. Давно известно, что если на достаточный слой пористой, лишенной растительности почвы налить жидкость, содержащую посторонний вещества во взвешенном виде и в растворе, то землей не только задерживаются механически примешанные к наливаемой на нее жидкости вещества, но поглощаются в известной мере и растворенные в ней соединения органического происхождения, причем и те, и другие землей постепенно перерабатываются и превращаются в наипростейшие тела. Знаменитые работы французских, германских и русских ученых (Шлезинг и Мюнтц, Фальк, Сойка, Виноградов) выяснили подробности этого процесса и обнаружили участие в нем химических и биологических факторов, а исследования английского химика Фрэнклэнда показали, при каких условиях фильтрация сточных вод через землю даст наилучшие результаты. Затем практика (в Англии) выработала способ применения фильтрации для очищения клоачной жидкости городов, имеющий то преимущество, что он требует сравнительно весьма небольшого количества земли (на 1000 ч. населения 1 акр, т. е. 0,4 дес.), и многие английские города вначале, по устройстве канализации, очищали свои сточные воды путем перемежающейся фильтрации через голую, лишенную растительности землю. Но соображения отчасти санитарного, отчасти экономического свойства скоро привели города, применявшие этот способ, к тому, что они не останавливались на чистой фильтрации клоачной жидкости, а от времени до времени утилизировали фильтрующую поверхность для насаждения огородных растений и таким образом мало-помалу перешли к орошению культурной земли, представляющему усовершенствованную перемежающуюся фильтрацию, потому что здесь к действию земли на нечистоты присоединяется еще жизнедеятельность растений, благодаря чему химическое превращение органических, способных к гниению, веществ в простые соединения и окончательное извлечение их из почвы совершается скорее и лучше, нежели в почве, лишенной растительности. Этот способ практиковался, хотя и в довольно примитивном виде, впервые в Эдинбурге, где уже со второй половины прошлого столетия содержимое городских водостоков отводится на песчаную местность близ моря, которая благодаря этому орошению обратилась в прекрасный луг. Но лишь с середины нашего столетия употребление городских сточных вод для орошения культурной земли получило более широкое применение. Степень очищения клоачной жидкости при орошении культурной земли в значительной мере зависит от отношения между количеством сточных вод и величиной орошаемого участка. Если количество земли, отведенное для орошения, мало и если вследствие этого земля получает больше грязной воды, чем она в состоянии перерабатывать, если притом данная местность не обладает выгодными условиями для естественного дренажа, а искусственный дренаж не устроен, то в таком случае, кроме загрязнения почвенной воды неудовлетворительно очищаемой клоачной жидкостью, легко может произойти подпочвенное наводнение и поле орошения местности может превратиться в болото (полуо-в Женевилье около Парижа до проведения дренажа). С другой стороны, экономические интересы городского населения составляют серьезное препятствие для чрезмерного расширения орошаемых участков, ибо земля в окрестностях больших городов обыкновенно стоит очень высоко в цене. В Англии средним числом на 1 гектар орошаемого поля приходится около 250 человек городского населения (почти 300 человек на 1 дес.), или 12500—25000 куб. метров клоачной жидкости в год; в Берлине в 1892 г. на 1 гект. приспособленной для орошения земли приходилось 355 чел., или около 14000 куб. метр. клоачной жидкости в год [8] ; по проекту К. Москвы при предполагаемом суточном расходе воды 7 вед. на человека на 1 дес. орошаемых полей в среднем за год будут спускаться нечистоты 317 чел., а клоачной жидкости на 1 дес. придется около 1000 куб. метр. [9]. Некоторое понятие об очищающем действии полей орошения на сточные воды дают следующие аналитические данные, добытые в Берлине, где правильность ведения дела на полях контролируется химическими исследованиями как сточных, так и дренажных вод в известные промежутки времени:
| В 1 метре содержится (в граммах) | Клоачная жидкость |
Дренажная вода с огородов |
|---|---|---|
| Взвешенных частиц | 0,2504 | 0 |
| То же после прокаливания | 0,0496 | — |
| В них летучих веществ | 0,2008 | — |
| В фильтрованной жидкости: | ||
| Плотного остатка | 1,3328 | 0,8856 |
| То же после прокаливания | 0,9576 | 0,7904 |
| В нем летуч. веществ | 0,3752 | 0,0952 |
| Окисляемость (расчет на кислород) | 0,1900 | 0,0062 |
| Аммиака | 0,0001 | |
| Органическ. связ. аммиака | 0,2102 | следы |
| Азотистой кисл. | 0 | 0 |
| Азотной кислоты | 0 | 0,1214 |
| Фосфорной кисл. | 0,0362 | 0,0021 |
| Серной кислоты | 0,0621 | 0,1055 |
| Хлора | 0,4126 | 0,1784 |
| Окиси калия | 0,0798 | 0,0014 |
| Окиси натрия | 0,3917 | 0,1704 |
| Зародышей в 1 куб. см | — | 30200 |
| коричневого цвета, слабогнилостный запах |
прозрачна, желтоватого цвета, со слабым землянистым запахом. |
Влияние культурной земли на сточные воды заключается, следовательно, прежде всего, в механической очистке их, так как взвешенные частицы в дренажной воде отсутствуют; затем вода извлекает из клоачной жидкости почти все растворенные в ней органические вещества, весь аммиак и органический азот, почти всю фосфорную кислоту и большое количество хлористых щелочей; зато дренажная вода снабжается почвой довольно значительным количеством серной и азотной кислот, причем последняя, очевидно, является продуктом нитрификации азота, находящегося в сточных водах в виде аммиака или в органических соединениях; физические качества дренажной воды оказываются также вполне удовлетворительными, так что для спуска последней в проточные воды, с санитарной точки зрения, едва ли встречаются какие-либо серьезные возражения. Не касаясь вопросов о приспособлении полей для орошения, о технике самого орошения, о накопных бассейнах для спуска нечистот в зимнее время и о других технических сторонах этого дела, остановимся еще на высказываемых нередко опасениях, будто бы поля орошения могут привести к ухудшению санитарных условий окрестностей путем отравления воздуха зловонными испарениями и распространения заразных болезней. Нет сомнения, что при неряшливом ведении дела с орошаемых участков могут подниматься зловонные испарения в довольно значительном количестве; но при правильном устройстве полей и хорошей организации самого орошения, поля эти обыкновенно не издают никакого дурного запаха. Лучшим доказательством чистоты воздуха в непосредственной окрестности орошаемых участков может служить то, что в г. Норвуде, в Англии, по официальным источникам, на расстоянии 200—250 м от полей орошения дома имеют такую же ценность, как и в других частях города, — что в Кройдоне орошаемые поля и огороды служат местом гулянья для городских жителей, — что на берлинских полях орошения городское общественное управление устраивает дома для реконвалесцентов, выписываемых из городских больниц. Что же касается влияния полей орошения на распространение брюшного тифа, холеры и других инфекционных болезней, то оно фактически до сих пор нигде не наблюдалось, и даже в тех немногих случаях, где оно подозревалось, тщательное изучение дела всегда давало отрицательный результат. Теоретически можно себе представить, что при известных условиях орошаемые земли могли бы сделаться восприимчивыми для холерного или тифозного яда и что если бы на них вместе со сточной водой попал холерный или тифозный зародыш, то между занятыми на полях рабочими могла бы развиться холерная или тифозная эпидемия; но на самом деле подобные опасения до сих пор нигде не оправдались, и, по официальному отчету берлинского общественного управления, многочисленные бактериологические исследования сточных и дренажных вод по настоящее время ни разу не обнаруживали в этих водах присутствия тифозных бацилл. По тем же отчетам, здоровье занятых на полях рабочих, которых в Берлине насчитывается около 2500, не оставляет желать ничего лучшего; заболеваемость и смертность между ними очень незначительны, а заболевания инфекционными болезнями — весьма немногочисленны. Не менее утешительными представляются и результаты лабораторных опытов, произведенных в Одессе [10] над дальнейшей судьбой попавших на поля орошения патогенных микробов (холера). В экономическом отношении будет достаточно указать на то, что, по-видимому, при правильной эксплуатации поля орошения не только сами себя окупают, но дают еще известный барыш; чистая прибыль, полученная от берлинских полей за последние 8 лет, равняется в среднем за год 1,07% капитала, истраченного на покупку земельных участков и на приспособление их для орошения. Результат этот очень утешителен ввиду того, что поля орошения представляют учреждение, от которого город в интересах общественного здоровья не мог бы отказаться даже в таком случае, если бы он вместо дохода приносил более или менее значительный убыток.
Примечания
- ↑ Fodor, «Hygienische Untersuchungen über Luft, Wasser und Boden» (II).
- ↑ Прилож. к IV выпуску «Изв. Моск. Гор. Думы» за 1890 год.
- ↑ «Отчет» инженеров А. А. Семенова, В. Д. Кастальского и А. А. Шидловского по командировке их за границу для изучения вентиляции и промывки сточных труб в канализированных городах Европы (М., 1892)
- ↑ Gerhard, «Anlagen von Hausentwässerungen»; Renk, «Die Kanalgase etc.» (1882); Lissauer в «Deutsche Vierteljahrsschr. f. off. Gesundheitspflege» (XIII и XIV)
- ↑ Soyka, «Kritik des gegen die Schwemmkanalisation erhobenen Einwande)» (1880); его же, «Untersuchungen zur Kanalisation» («Zeitschrift f. Biologie», XVII), Эрисман, «Курс гигиены» (II)
- ↑ См. об этом J. König, «Die Verunreinigung der iewasser etc.» (1887)
- ↑ Deutsche Vierteljahrsschriff f. öff. Gesundheitspflege" (XVIII, 1686)
- ↑ «Verwaltungs-Bericht des Magistrats zu Berlin für die Zeit v. 1 April 1892 bis 31 März 1893» («Bericht der Deputation für die Verwaltung der Kanalisationswerke»)
- ↑ Прил. к IV вып. «Изв. Моск. Гор. Думы» за 1890 г.
- ↑ «Материалы к санитарной оценке городских полей орошения в Одессе» (1894, из работ Одесской бактериологической станции).