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自来水加氯消毒技术的起源与危害:从 19 世纪到现代

饮用水氯化消毒起源于19世纪90年代末,到1920年才在美国得到广泛接受。我国在清朝就开始使用这种“氯化法”消毒。1908年4月28日(光绪三十四年),慈禧太后下诏批准大臣溥延、席延、杨士奇三人上疏,在京城创办供水业,定名为“北京自来水有限公司”(现北京自来水集团)。随后,英美共济会将这种氯化技术提供给清朝,并一直沿用至今。

申领北京市自来水有限公司专用章。

北京市自来水有限公司东直门水厂原办公旧址

东直门水厂自来水塔建于1908年,高54米,容量750立方米。

东直门水厂部分。孙河水源经取水厂过滤、沉淀后,送至东直门水厂进行加氯消毒,即为自来水。

自来水普及前,北京居民大多饮用井水,每天有送水工给水摊送水,北京市自来水有限公司成立后,也雇佣送水工给居民送水。

氯是一种化学武器

氯是第一次世界大战中用作化学武器的首选成分之一。

第一次世界大战中第一个使用化学武器的国家是法国。1914年8月,法军向德军投掷了催泪手榴弹。手榴弹中装有催泪毒剂溴乙酸乙酯,但每颗手榴弹只释放出19立方厘米的催泪毒气,浓度如此之低,德军几乎察觉不到对方“耍了花招”。

由于当时溴的产量很低,所以法国人很快就改用氯丙酮作为主要成分。

1914 年 10 月,德军向英军阵地发射了一枚含有化学刺激剂的炮弹。然而毒水,炮弹释放的毒剂浓度非常低,英国人没有察觉。当时,同盟国和协约国都不认为使用催泪弹违反了 1899 年禁止使用化学武器的《海牙条约》。

德国在化学武器的研发和使用上付出了巨大的努力。德军第一次大规模使用化学武器是在1915年1月31日,当时德军向俄军阵地发射了18000发含有液态苄溴(一种催泪弹)的炮弹。但由于温度过低,苄溴结冻了,根本没有蒸发,因此没有达到投毒的目的。

同年4月22日,德军在第二次伊普尔战役中首次大规模释放氯气,给法国和阿尔及利亚士兵造成重大伤亡,也成为化学武器袭击的首次成功范例。

1915 年,第一次世界大战期间,工人们在英国一家军火工厂喷涂氯弹。

1915年3月,德国最高统帅部被迫根据当时的形势召开秘密会议,制定了阻止英法联军进攻的作战计划。此后,德军开始在国内紧急购买氯气瓶。不到一个月的时间,德军在柏林郊区设立的秘密工厂里就堆积了近6000个大型氯气瓶。

在那里,他们把这些圆柱体改造、装饰成刚出厂的啤酒桶的样子。很快,这些“啤酒桶”就被装满氯气,运往伊普尔前线,埋在前线。然而,连续几天的大雨,所有的“啤酒桶”都露出了地面。

对面的英法指挥官通过德军阵地前的观察哨发现一下子出现了这么多的“啤酒桶”,顿时疑惑不解,他们向部队报告了这一情况。

其实,英法联军司令部早就知道德军将大批“啤酒桶”运往战场,司令部高级将领们都认为这一举动十分荒谬。伦敦一家报纸甚至在4月9日报道了这一消息,并在结尾讽刺德军“开玩笑”。

这份报纸传到了伊普尔前线,官兵们一看,疑虑顿时消除,警惕性也大为降低。有的甚至指着德军阵地上色彩斑斓的“啤酒桶”哈哈大笑,说:“看,他们真贴心,给我们准备了这么多优质啤酒!”此外,指挥官还鼓励士兵们:“只要攻下德军阵地,就有啤酒喝!”

4月22日上午,伊普尔前线,一阵微弱的东风吹得草丛来回摆动,几名德军士兵举着小红旗观察风向和风力。下午3点,风突然转向东,而且风力越来越大,将树叶和枯草直接吹向英法联军阵地。

时间终于到了,战壕里的众多德军士兵奔向“啤酒桶”,迅速拧开桶盖。在长达数公里的战线上,5730个“啤酒桶”全部被打开,但流出来的不是啤酒,而是浓浓的黄烟。

突然,一道有一人多高的黄绿色气浪出现在德军阵地六公里宽的正面,气浪紧紧贴在地面上,在风的推动下向英法阵地冲去。

英法联军看到从德军阵地上飘来的黄绿色烟雾,惊讶于“啤酒桶”里怎么会冒出浓烟!当浓烟扑面而来时,英法联军官兵们无不大吃一惊。随后一股难以忍受的强烈刺激性气味让英法士兵们有种要死不活的感觉。他们先是打喷嚏、咳嗽、哭泣,接着就感觉没有空气,仿佛掉进了一个大闷锅里。

很快,一名又一名英军士兵窒息倒地,二线部队见状,纷纷扔下武器,爬出战壕,向后冲去。

德国步兵顺着黄色烟雾,未费一枪一弹就成功突破了英法联军的第一道防线,将整个战线向前推进了4公里,夺回了已经丢失的一些重要制高点。在这次毒气袭击中,1.5万名英法士兵中毒,至少5000人死亡。

这次氯气的使用太过“成功”,连德军自己都没有想到,因此他们没有给后备部队准备足够的防毒面具,因此没能趁英法联军慌乱之时发动攻击,取得较大的战果。

戴着防毒面具、手持手榴弹的德军士兵

结果,德军随后遭遇了已退至第二线的法军的顽强抵抗,加上右翼的加拿大第一步兵师的猛烈反击,德军已无力再向前推进。两天后,德军又用同样的氯气武器袭击了加拿大第一步兵师的阵地。

这时,加拿大部队接到医务官的指示,将尿液撒在纱布和毛巾上,并用它们捂住脸,以过滤毒气,尿液中的尿素与氯气发生化学反应,降低了氯气的毒力。

由于氯气密度高,大部分都积聚在战壕里。因此,许多加拿大官兵撤退到战壕后方的暴露位置,等待进攻的德军接近。与此同时,德军炮兵观察员由于战场被氯气和烟雾覆盖,无法指挥对暴露的加拿大部队进行炮击。加拿大第1师就这样坚持到其他英军赶来增援。由于他们采用了“尿布”战术,氯气直接造成的伤亡只有228人。

第一次世界大战期间,希特勒被毒气熏瞎

此后,两军互相使用,并研制出新型毒气武器,主要有氯气、芥子气(二氯乙基硫醚,氯气的升级版)、光气(碳酰氯,氯气的升级版)等,据估计,战争中至少使用了50965吨毒气。

5月24日,德国发动了更为猛烈的毒气战。在密集炮火的掩护下,德军沿伊普尔西南3公里长的战线倾倒氯气钢瓶并再次释放氯气。毒雾很快席卷了历史名城伊普尔。

虽然盟军士兵吸取了教训,使用了防毒面具,但还是有很多士兵因为氯气浓度过高而中毒昏迷。持续四小时的毒气袭击使3500名盟军士兵中毒,丧失了战斗力。德军轻而易举地占领了伊普尔。

此次化学战引发双方大规模使用化学武器作为攻击和报复的主要手段,并导致化学战规模不断扩大。

1915年12月19日,德军首次使用英国人在1812年研制出的窒息性毒气光气(氯气的升级版)对付英军。

1917年,德国开始装填氯化苦(),一种能引发呕吐的毒药。

1917年9月,戴着防毒面具的德国士兵冲过比利时佛兰德斯前线充满毒气的战场。

氯化苦为无色液体,常温常压下不溶于水,不与水发生反应。氯化苦可通过吸入、食入、经皮肤进入人体。对眼睛、皮肤、肺有强烈的刺激性:实验表明,其刺激性可使人不由自主地闭上眼睛,溅入眼睛可引起角膜水肿甚至液化。

1918年,被化学武器致伤的英国士兵。在法国的利斯岛攻势期间,被德国化学武器致盲的英国士兵踉踉跄跄、互相帮助。

氯化苦通常比其他窒息性和全身毒性气体释放得早。氯化苦中毒后,剧烈呕吐迫使中毒者摘下防毒面具,导致吸入光气而窒息。

随着化学战的不断升级,德军在比利时战场上首次对英法联军使用了芥子气。这种毒气是德国人在1886年研制出来的。作为参战士兵,希特勒在一战中曾遭到英军芥子气炮弹的袭击,双眼一度失明。

芥子气对人体可造成多种伤害,战时在缺乏防护的情况下,常常造成眼睛、呼吸道和皮肤的损伤,并可通过吸收引起全身中毒。

第一次世界大战期间,交战各方共生产了13500吨芥子气,其中12000吨用于战争目的。

戴着防毒面具的德国士兵

一名德国士兵回忆道:

“毒气弹发射后,我们就听不到任何声音了。我们悄悄地穿过了法国前线。方圆一英里内,到处都是敌军的尸体。空气中弥漫着刺鼻的气味,还有动物的尸体。死马、死兔子、死老鼠随处可见。有些士兵死时双手捂着喉咙,表情痛苦;还有一些士兵无法忍受毒气在身体里燃烧的痛苦,开枪自杀。”

当地一名小女孩后来在日记中描述,她看到大家都朝她跑来,吓坏了。她转身和大家一起逃走。人们告诉她,天空中落下了一种黄色气体,“任何人触碰它都会死”。

第一次世界大战期间,参战国共生产毒剂约18万吨,其中11.3万吨用于战场,近260万人因惧怕化学武器而丧失战斗能力。化学武器造成的非致命伤亡人数约117.65万人,死亡人数至少8.5万人。因毒气造成的伤亡人数达130万人,其中88.9%是因芥子气中毒。这些化学武器的主要成分是氯。

氯化产生致癌物质

氯仿

因为采用“氯化法”对水进行杀菌消毒,氯气溶于水后会转化成次氯酸或次氯酸根离子,俗称“余氯”。自来水中含有余氯。余氯对人体健康的危害最早由日本专家在1970年代发现,后来被世界卫生组织(WHO)证实。

1974年荷兰和美国的鲁克首先发现预氯化和氯消毒的水中存在三卤甲烷(THMS)、氯仿和其他消毒副产物(DBPS),并且它们具有致癌和致突变作用。

氯气与水中有机物反应生成的三卤甲烷(THMS)是国际公认的头号致癌物,三卤甲烷一般在自然水体中很少发现,是由氯气与水中有机物反应生成的,主要产物有氯仿、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷、三溴甲烷等,这四种统称为三卤甲烷。

其中氯仿出现的频率最高,浓度也较高,氯仿受热(加热至沸腾)或受日光照射时,会逐渐分解生成剧毒的光气(碳酰氯,即上文提到的化学武器)和氯化氢。

氯仿可导致中枢神经系统恶化,也会影响肝肾功能。氯仿的直接毒性往往是失去意识,进而可能导致昏迷死亡。肾脏损害发生在接触氯仿后 24 至 48 小时;肝脏损害可在 2 至 5 天后发现;氯仿引起的昏迷症状需要几天才能恢复。

美国国家癌症研究所将氯仿混入食物,以90或180毫克/千克的剂量喂食大白鼠和B6C3-F1小鼠,111周后发现,大部分雄鼠因明显的肝脏恶性肿瘤而死亡,雌鼠虽然没有死亡,但却被发现有甲状腺肿瘤。

1993年,三卤甲烷中的氯仿和一溴二氯甲烷被世界卫生组织国际癌症研究机构(IARC)列为2B类致癌物。1997年,美国环境保护署确定三卤甲烷会增加膀胱癌、肝癌、肾癌和中枢神经系统癌的风险。毒理学研究证实,三卤甲烷是“直接基因作用毒物”,这意味着它们具有极强的致癌性。美国癌症协会发现,饮用氯化水的人患膀胱癌的可能性是其他人的两倍多。

大多数人认为烧开水安全可靠,误以为水中的氯可以通过煮沸去除。不幸的是,经过“氯化法”处理的水经过高温煮沸后,三卤甲烷的生成会急剧加速!美国环境保护署(EPA)工程师弗兰克·贝尔通过实验证明,在自来水沸腾过程中,三卤甲烷的浓度会达到最高点!(下图)

英美共济会从清末开始把“毒”水的办法带到了中国,我们每天喝的都是经过高温煮沸的加氯自来水,这是含有致癌物质“三卤甲烷”的毒水!我们喝了一百多年,直到现在!

氯化水的危害

2011年,有152名工人因接触氯气被送往医院治疗,而这仅仅是因为有人将氯漂白剂倒入了装满其他清洁产品的容器中。那么,自来水中的余氯对人体有哪些危害呢?

20 世纪 60 年代末,普莱斯博士写了一本引人入胜但被忽视的书,题为《冠状动脉血栓形成、胆固醇和氯化物》(,,)。

普莱斯博士认为,动脉硬化的根本原因是氯:

“无可否认,氯是动脉硬化及其相关疾病(如心力衰竭和最常见的猝死)的根本原因。氯通常存在于经过处理的饮用水中。”

这一结论是基于一项给鸡饲喂氯化饮用水的实验得出的,结果显示,95%的鸡在饮用氯化蒸馏水后数月内出现动脉硬化。

动脉硬化、心脏衰竭、牙菌斑形成等问题,其实都是一系列生化失调的最后一步。普莱斯博士指出,人体需要10到20年才会出现明显症状。从很多方面来看,饮用含氯自来水引起的癌症要到20到30年后才会显现,与基因改造的危害一样隐蔽。

氯如何进入人体

自来水中残留的氯不仅污染了我们的饮用水,而且还污染了我们使用的水,因为氯可以通过“皮肤吸收”进入人体,这一点大多数人可能不知道。

有人做过一个实验:

[1] 将自来水倒入两个杯子中,然后在每个杯子中​​加入一滴氯测试溶液。

[2] 两杯清水变成了黄色,证明水中含有氯。

[3] 然后,将双手放在一杯水中,几分钟后,黄色的水变得清澈,证明水中的氯被皮肤吸收了。

我们平时习惯直接用自来水洗水果,但你知道吗,水中的有害余氯,会被水果吸收?更要命的是,我们还会把它吃进肚子里。

下一个实验:

[1] 将氯测试液倒入两杯水中。水会变黄,说明水中有氯。将苹果放入水中,黄色的水会很快变清。这证明水中的氯已被苹果吸收。

[2] 将氯测试液倒入两杯水中。水会变黄,说明水中有氯。将米放入水中,也可以明显看到黄色的水很快变清。这证明水中的氯被米吸收了。

[3] 用同样的方法加入蔬菜。它们会很快吸收水中的所有氯。

我们每天都吃这些吸收氯气的食物,怎能不损害我们的健康呢?

当我们漱口刷牙的时候,水中的氯也会被我们的嘴吸收。进入下一个实验:

[1] 首先,用自来水接两个杯子,用其中一个杯子漱口,然后将漱口水吐回杯中。

〔2〕再将氯测试液分别滴入两个杯子中。此时可以清楚看到杯子里的自来水变黄,证明水中有氯。而漱口杯里的水却是清澈的,证明没有氯。

那么漱口水中的氯去了哪里呢?水中的氯全部被口腔黏膜吸收了!

科学研究证明,氯不仅可以通过食物摄入进入人体,还可以通过皮肤吸收或呼吸系统对人体产生影响。由于人体皮肤表面布满毛孔和汗腺,在与自来水接触的瞬间,余氯很容易通过这些微小的毛孔进入人体,被人体吸收。水果蔬菜亦是如此。而且,用含有余氯的自来水洗澡时,浴室中总氯量的40%通过呼吸道被吸入,30%则被皮肤吸收。

如何减少氯气对人体的危害?

生化专家认为,在自来水中添加氯就像引爆一颗定时炸弹,癌症、心脏病、过早衰老等大多是由使用氯处理水引起的。

美国健康与营养专家马丁博士也表示:人类如果能避免受到含氯水的危害,寿命可延长20至30年。

要从根本上消除氯气的危害,必须停止在自来水中添加氯气。然而现实情况是,世界各大国家都使用氯气对自来水进行消毒,因为氯气价格低廉、效果显著、操作简便。在这样的环境下,除了呼吁政府认识到在自来水中添加氯气的危害外,减少“含氯”自来水不良影响的唯一途径就是通过以下几种方法:

1、市售净水器均有去除余氯功能,建议以健康为重,及时更换滤芯。

2、三卤甲烷的沸点是60度,洗澡水(泡脚水)温度达到60度时,三卤甲烷就会开始气化,直接被皮肤吸收,所以洗澡水不宜超过60度。(这里是说避免直接吸收致癌物三卤甲烷,只要接触到任何温度的自来水,都会开始吸收余氯,所以回到1)

3.如有可能,请使用过滤水洗澡。

方法确实很少,我实在想不出有什么办法不用净水器,用自来水公司的水就能避免氯的危害,因为氯可以通过皮肤、食物表皮进入人体。

由此可见,有些事情,光改变自己是没有用的,只有帮助整个社会、整个世界改变,自己才能受益,才能让所有人受益。

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