ในคืนก่อนวันสำคัญ: เมืองต่างๆ จมอยู่ในความสกปรก

ในระยะเริ่มต้นของการปฏิวัติอุตสาหกรรมในศตวรรษที่ 19 เมืองใหญ่ๆ เช่น ลอนดอนและปารีส ประสบกับการเติบโตของประชากรอย่างรวดเร็ว ในขณะที่โครงสร้างพื้นฐานของเมืองส่วนใหญ่ยังคงล้าสมัย ของเสียจากมนุษย์ น้ำเสียจากครัวเรือน และเศษซากจากโรงฆ่าสัตว์ถูกทิ้งลงในท่อระบายน้ำแบบเปิดหรือลงสู่แม่น้ำใกล้เคียงโดยตรงเป็นประจำ จึงเกิดอาชีพ "คนเก็บอุจจาระ" ขึ้นมาเพื่อกำจัดของเสีย แต่ของเสียที่พวกเขารวบรวมได้ส่วนใหญ่ก็ถูกนำไปทิ้งที่ปลายน้ำอีก

ในเวลานั้น แม่น้ำเทมส์เป็นทั้งแหล่งน้ำดื่มหลักของลอนดอนและท่อระบายน้ำเสียแบบเปิดที่ใหญ่ที่สุด ซากสัตว์ ขยะเน่าเปื่อย และอุจจาระของมนุษย์ลอยอยู่ในแม่น้ำ หมักหมมและเดือดปุดๆ อยู่ใต้แสงแดด พลเมืองที่ร่ำรวยมักต้มน้ำก่อนดื่ม หรือดื่มเบียร์หรือสุราแทน ในขณะที่ชนชั้นล่างไม่มีทางเลือกอื่นนอกจากดื่มน้ำแม่น้ำที่ไม่ผ่านการบำบัด

ตัวเร่งปฏิกิริยา: กลิ่นเหม็นครั้งใหญ่และแผนที่แห่งความตาย

ปี 1858 ถือเป็นจุดเปลี่ยนสำคัญด้วยการระบาดของ "กลิ่นเหม็นครั้งใหญ่" ฤดูร้อนที่ร้อนจัดผิดปกติเร่งการย่อยสลายของสารอินทรีย์ในแม่น้ำเทมส์ ปล่อยก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ปริมาณมหาศาลปกคลุมกรุงลอนดอนและซึมเข้าไปในม่านของอาคารรัฐสภา สมาชิกสภาต้องใช้ผ้าชุบปูนขาวปิดหน้าต่าง และการประชุมรัฐสภาเกือบหยุดชะงักลง

ในขณะเดียวกัน ดร. จอห์น สโนว์ กำลังรวบรวม "แผนที่แสดงการเสียชีวิตจากอหิวาตกโรค" ที่โด่งดังของเขา ในช่วงการระบาดของอหิวาตกโรคในปี 1854 ในย่านโซโหของลอนดอน สโนว์ได้ทำการสอบสวนแบบเคาะประตูบ้านและพบว่าการเสียชีวิตส่วนใหญ่มีต้นตอมาจากปั๊มน้ำสาธารณะแห่งหนึ่งบนถนนบรอดสตรีท เขาได้ฝ่าฝืนความคิดเห็นที่แพร่หลายในขณะนั้นโดยสั่งให้ถอดด้ามปั๊มน้ำออก หลังจากนั้นการระบาดก็ลดลงอย่างมาก

เหตุการณ์เหล่านี้รวมกันได้เผยให้เห็นความจริงร่วมกันประการหนึ่ง นั่นคือ การผสมน้ำเสียกับน้ำดื่มทำให้เกิดการเสียชีวิตจำนวนมาก ทฤษฎี "กลิ่นเหม็น" ซึ่งเชื่อว่าโรคแพร่กระจายผ่านอากาศเสีย เริ่มเสื่อมความน่าเชื่อถือลง หลักฐานที่สนับสนุนการแพร่เชื้อผ่านทางน้ำค่อยๆ สะสมมากขึ้น และในอีกหลายทศวรรษต่อมา ก็ค่อยๆ เข้ามาแทนที่ทฤษฎีกลิ่นเหม็น

ปาฏิหาริย์ทางวิศวกรรม: การกำเนิดของมหาวิหารใต้ดิน

หลังเหตุการณ์กลิ่นเหม็นครั้งใหญ่ ลอนดอนก็ถูกบีบให้ต้องลงมือแก้ไข เซอร์โจเซฟ บาซัลเก็ตต์ เสนอแผนการที่ทะเยอทะยาน คือการสร้างท่อระบายน้ำเสียแบบก่ออิฐยาว 132 กิโลเมตรเลียบสองฝั่งแม่น้ำเทมส์ เพื่อรวบรวมน้ำเสียจากทั่วเมืองและส่งไปทางทิศตะวันออกเพื่อปล่อยทิ้งที่เบคตัน

โครงการขนาดมหึมานี้ ซึ่งแล้วเสร็จในระยะเวลาหกปี (1859-1865) จ้างคนงานกว่า 30,000 คน และใช้อิฐกว่า 300 ล้านก้อน อุโมงค์ที่สร้างเสร็จแล้วมีขนาดใหญ่พอให้รถม้าผ่านได้ และต่อมาได้รับการยกย่องว่าเป็น "มหาวิหารใต้ดิน" แห่งยุควิกตอเรีย การสร้างระบบระบายน้ำเสียของลอนดอนเสร็จสมบูรณ์ถือเป็นการวางรากฐานหลักการระบายน้ำเสียของเทศบาลสมัยใหม่ โดยเปลี่ยนจากการพึ่งพาการเจือจางตามธรรมชาติไปสู่การรวบรวมและควบคุมการลำเลียงมลพิษอย่างมีประสิทธิภาพ

การกำเนิดของการบำบัด: จากการถ่ายโอนสู่การทำให้บริสุทธิ์

อย่างไรก็ตาม การถ่ายโอนแบบธรรมดาเป็นเพียงการโยกย้ายปัญหาไปยังปลายทางเท่านั้น ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 เทคโนโลยีการบำบัดน้ำเสียในยุคแรกเริ่มเป็นรูปเป็นร่างขึ้น:

ในปี ค.ศ. 1889 โรงงานบำบัดน้ำเสียแห่งแรกของโลกที่ใช้กระบวนการตกตะกอนทางเคมีถูกสร้างขึ้นที่เมืองซัลฟอร์ด ประเทศอังกฤษ โดยใช้ปูนขาวและเกลือเหล็กในการตกตะกอนของแข็งแขวนลอย

ในปี ค.ศ. 1893 เมืองเอ็กซีเตอร์ได้ริเริ่มระบบกรองแบบหยดน้ำทางชีวภาพเป็นครั้งแรก โดยฉีดพ่นน้ำเสียลงบนชั้นหินบด ซึ่งฟิล์มจุลินทรีย์จะย่อยสลายสารอินทรีย์ ระบบนี้กลายเป็นรากฐานของเทคโนโลยีการบำบัดทางชีวภาพ

ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 นักวิจัยที่สถานีทดลองลอว์เรนซ์ในรัฐแมสซาชูเซตส์ สังเกตเห็นการก่อตัวของตะกอนที่มีลักษณะเป็นก้อนและอุดมไปด้วยจุลินทรีย์ในระหว่างการทดลองเติมอากาศเป็นเวลานาน การค้นพบนี้เผยให้เห็นถึงความสามารถในการทำให้บริสุทธิ์ที่น่าทึ่งของชุมชนจุลินทรีย์ และภายในทศวรรษต่อมาก็ได้พัฒนาไปสู่กระบวนการบำบัดน้ำเสียแบบตะกอนเร่ง (activated sludge process) ที่มีชื่อเสียงในปัจจุบัน

การตื่นรู้: จากอภิสิทธิ์ของชนชั้นสูงสู่สิทธิของประชาชน

เมื่อมองย้อนกลับไปในช่วงเวลาแห่งการก่อตั้งนี้ จะเห็นการเปลี่ยนแปลงพื้นฐานสามประการอย่างชัดเจน:

ในการทำความเข้าใจ จากการมองกลิ่นเหม็นเป็นเพียงเรื่องน่ารำคาญ ไปสู่การตระหนักว่าน้ำเสียเป็นพาหะนำโรคอันตรายถึงชีวิต

ในด้านความรับผิดชอบ ตั้งแต่การจัดการของแต่ละบุคคลไปจนถึงการตรวจสอบความรับผิดชอบต่อสาธารณะที่นำโดยรัฐบาล

ในด้านเทคโนโลยี ตั้งแต่การปล่อยทิ้งแบบเฉื่อยชาไปจนถึงการรวบรวมและบำบัดแบบเชิงรุก

ความพยายามในการปฏิรูปในระยะแรกมักถูกขับเคลื่อนโดยชนชั้นสูงที่ได้รับผลกระทบโดยตรงจากกลิ่นเหม็น เช่น สมาชิกสภาผู้แทนราษฎรในลอนดอน นักอุตสาหกรรมในแมนเชสเตอร์ และเจ้าหน้าที่เทศบาลในปารีส อย่างไรก็ตาม เมื่อชัดเจนแล้วว่าโรคอหิวาต์ไม่เลือกปฏิบัติทางชนชั้น และมลพิษจะกลับคืนสู่ชีวิตประจำวันของทุกคนในที่สุด ระบบบำบัดน้ำเสียสาธารณะจึงไม่ใช่ทางเลือกทางศีลธรรมอีกต่อไป แต่กลายเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการดำรงชีวิต

เสียงสะท้อน: การเดินทางที่ยังไม่สิ้นสุด

ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 โรงงานบำบัดน้ำเสียรุ่นแรกเริ่มดำเนินการ โดยส่วนใหญ่ให้บริการเมืองใหญ่ในประเทศอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตาม ประชากรโลกจำนวนมากยังคงขาดสุขอนามัยขั้นพื้นฐาน ถึงกระนั้น รากฐานที่สำคัญก็ได้ถูกวางไว้แล้ว นั่นคือ อารยธรรมไม่ได้ถูกกำหนดด้วยความสามารถในการสร้างความมั่งคั่งเท่านั้น แต่ยังถูกกำหนดด้วยความรับผิดชอบในการจัดการขยะของตนเองด้วย

ในปัจจุบัน เมื่อยืนอยู่ในห้องควบคุมที่สว่างไสวและเป็นระเบียบเรียบร้อย มองดูข้อมูลไหลเวียนผ่านหน้าจอดิจิทัล มันยากที่จะจินตนาการถึงกลิ่นเหม็นอับที่เคยอบอวลอยู่ริมแม่น้ำเทมส์เมื่อ 160 ปีก่อน แต่แท้จริงแล้ว ยุคนั้นที่เต็มไปด้วยความสกปรกและความตาย กลับเป็นจุดเริ่มต้นของการตื่นรู้ครั้งแรกของมนุษยชาติเกี่ยวกับความสัมพันธ์กับน้ำเสีย – การเปลี่ยนจากการทนทุกข์ทรมานอย่าง passively ไปสู่การบริหารจัดการอย่างแข็งขัน

โรงงานบำบัดน้ำเสียที่ทันสมัยทุกแห่งที่ดำเนินการได้อย่างราบรื่นในปัจจุบัน ยังคงสืบทอดการปฏิวัติทางวิศวกรรมที่เริ่มต้นขึ้นในยุควิกตอเรีย สิ่งนี้เตือนเราว่า เบื้องหลังสภาพแวดล้อมที่สะอาด คือวิวัฒนาการทางเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่องและความรับผิดชอบที่ยั่งยืน

ประวัติศาสตร์เปรียบเสมือนเชิงอรรถของความก้าวหน้า จากท่อระบายน้ำของลอนดอนไปจนถึงโรงบำบัดน้ำเสียอัจฉริยะในปัจจุบัน เทคโนโลยีได้เปลี่ยนแปลงชะตากรรมของน้ำเสียไปอย่างไรบ้าง ในบทต่อไป เราจะกลับมาสู่ปัจจุบัน โดยมุ่งเน้นที่ความท้าทายในทางปฏิบัติและขอบเขตทางเทคโนโลยีของการแยกน้ำออกจากกากตะกอนในเขตเทศบาล และสำรวจว่าวิศวกรในปัจจุบันยังคงเขียนหน้าใหม่ในการเดินทางอันไม่สิ้นสุดของการทำให้บริสุทธิ์นี้ได้อย่างไร