История канализации
«Изобретение смывного бачка — знак цивилизации. То, что в каждом доме есть смывной бачок — признак культуры».
«Обеспечение чистой водой, отвод сточных вод и канализация — вот три важнейшие основы прогресса человечества».
В начале XXI века подобные утверждения, согласитесь, трудно воспринимать «на полном серьезе». Тем не менее взято оно из более чем серьезного, фундаментального, я бы даже сказал, документа — «Доклад о развитии человека — 2006. Что кроется за нехваткой воды: власть, бедность и глобальный кризис водных ресурсов». Подготовлен Доклад Программой развития ООН (ПРООН) в конце 2006-го года. Фактура, приведенная в нем, говорит сама за себя... Приблизительно 2,6 млрд. человек на Земле лишены доступа к улучшенным системам канализации — это, кстати, в 2,5 раза превышает дефицит доступа к чистой воде. Около 1,8 млн. детских смертей ежегодно происходит вследствие диареи — 4900 случаев смерти ежедневно, что равно населению в возрасте до 5 лет в Нью-Йорке и Лондоне, вместе взятых. Вообще сочетание грязной воды и отсутствие канализации — второй по количеству жертв фактор детской смертности в мире. В 2004 г. от диареи погибло в шесть раз больше людей, чем в среднем гибло ежегодно в вооруженных конфликтах 90-х годов…
Похоже, даже сами авторы доклада ПРООН обескуражены: «Кажется неправдоподобным, что туалеты могут быть катализатором прогресса развития человека…». И это, действительно, странно, ведь созданием ватерклозетов, канализационных систем и связанных с этим водопроводных систем человечество занимается примерно столько же, сколько себя помнит. Буквально столько же. «В истории клоак рождается история человечества. Клоака — это совесть города», — заметил Виктор Гюго в романе «Отверженные». И с этим трудно поспорить.
Принято считать, что строители средневековых городов не очень-то обременяли себя заботой о канализации. И, по большому счету, это правда.
Еще не в такой уж и туманной исторической ретроспективе, в 1764 году, некто Ла Морандьер так живописал ароматы резиденции французских королей — Версальского дворца: «Парки, сады и сам замок вызывают отвращение своей мерзостной вонью. Проходы, дворы, строения и коридоры наполнены мочой и фекалиями; возле крыла, где живут министры, колбасник каждое утро забивает и жарит свиней; а вся улица Сен-Клу залита гнилой водой и усеяна дохлыми кошками».
Река Флит, превращенная в сточную канаву
Все последующие годы парижская вонь только нарастала. (Впрочем, не только парижская. Имеется зарисовка с натуры одного английского путешественника, который в конце XVIII в. побывал в главном городе Оверни Клермон-Ферран: «Улицы по своей грязи и зловонию напоминали траншеи, прорезанные в куче навоза».)
В своем фундаментальном труде «Картина Парижа» (1781-1788) Себастьян Мерсье дает такое, в полном смысле слова макабрическое, описание отхожих мест французской столицы: «Пусть те, кому дорого собственное здоровье, никогда не испражняются в эти дыры, именуемые отхожими местами, и пусть они никогда не подставляют свои задние проходы этим потокам чумного воздуха; лучше уж рты, так как желудочная кислота скорее справилась бы с ними. Многие болезни берут свое начало в этих опасных очагах, откуда испаряются гнилостные миазмы, проникая при этом в тело. Дети страшатся этих зараженных отверстий; им кажется, что здесь начинается дорога в ад; то же думал и я в детстве».
Неудивительно, что в 1889 году был принят специальный закон об очистке города. Удивительно другое: в 1758 году Людовик XV получил в подарок… осетра, пойманного в Сене в черте города! А в 1782 году такого же презента удостоился и другой французский монарх — Людовик XVI. Мало того, знаменитый французский повар начала XIX века Антонен Карем утверждал, что видел почти трехметрового осетра в черте города! А ведь известно, что осетр — рыба крайне чувствительная к чистоте воды. Может быть, это были неправильные осетры?..
У соседей французов через Ла-Манш, англичан, дела с общественной канализацией тоже обстояли никак. Вот пример письменных жалоб в начале 13 века обитателей одного из лондонских кварталов, Гилдхолла. Управитель этого муниципального образования, оказывается, позволил завалить местную речушку Флит экскрементами до такой степени, что течение в некоторых местах прекратилось. (Многострадальная речка была заключена в трубу в 1733 году). Кто-то обвинял четырнадцать семей, обитателей улицы Фостер-лейн: они имели обыкновение «выбрасывать из окон нечистоты и выплескивать мочу к досаде всех населяющих сей уорд». Обстановка, судя по всему, была приближена к боевой…
Ко двору французского короля Франциска I в 1516 г. был приглашён сам Леонардо да Винчи. Париж тогда утопал в экскрементах. Это подвигло Леонардо на изобретение унитаза, фекалии из которого должны были смываться водопроводной водой в канализацию. Правда, как и большинство других изобретений Леонардо, это тоже никогда так и не было воплощено. По многим причинам: например, для него нужны были водопровод и канализация, а с ними были, мягко говоря, проблемы
На этом фоне гигиеническое состояние на просторах Российской империи могло показаться сравнимым с парадизом. Так, в статье «Состояние столичного города Москвы 1785 года» неизвестный автор XVIII века отмечал: «…но вообще Москва, по пространству и высоте места, множеству садов, имеет всегда здоровый воздух и более нужных к сохранению здоровья пособий, нежели бы в столь пространном городе ожидать можно было». Среди «нужных к сохранению здоровья пособий» в Москве, например, было 64 общественных и 756 домовых бань; да к тому цирюлен — 113. (Население города в то время доходило до 300 тыс. человек).
Но эта национальная привычка, а вернее, традиция, обернулась своей негативной стороной, когда пришло время строительства первых водопроводных и канализационных систем в российских городах. Инженер М. Алтухов в своем «Отчете об успехах водопроводной техники за 1875 и 1876 года» отмечал: «…в русских городах вообще, а в Москве в особенности, вследствие самой национальной привычки нашего народа, надо еще рассчитывать на большой расход воды в банях, потребление воды которыми из водопровода, например в Петербурге, сделано даже обязательным, в виду санитарных целей; но даже и без этого, при цене за воду 3-4 копейки за сто ведер, в большинстве случаев представляется более выгодным получать воду из водопровода, чем качать ее собственною машиною. Что касается до величины расхода воды в банях, то, например, в Петербурге, большинство их потребляет от 400.000 до 500.000 ведер воды в месяц, причем расход этот представляется настолько заметным, что в то время, когда в небанные дни для подъема воды в напорную башню работают 3 машины, развивая 260 сил, в банные приходится пускать в ход 4 машины, дающие работу в 320 сил».
Перефразируя известную поговорку, можно однозначно утверждать — чистота требует жертв воды.
Впрочем, отсутствие более или менее адекватных масштабам отправлений человеческой жизнедеятельности инженерных коммуникаций пытались компенсировать активной законотворческой деятельностью. Причем началось это еще задолго до эпохи начала строительства канализационных и водопроводных систем в европейских городах.
9 апреля 1699 г. Петр I издал указ «О соблюдении чистоты в Москве и о наказании за выбрасывание сору и всякого помету на улицы и переулки». Документ, в частности, предписывал: «На Москве по большим улицам и по переулкам, чтобы помету и мертвечины нигде, ни против чьего двора не было, а было б везде чисто, и о том указал великий Государь сказать на Москве всяких чинов людям. А буде в Москве всяких чинов людей кто станут по большим улицам и по переулкам всякий помет и мертвечину бросать, и такие люди взяты будут в земской приказ и тем людям за то учинено будет наказанье, бить кнутом, да и на них же взята будет пеня».
Существует предположение, что широкополые шляпы носились в городах для защиты дорогостоящих париков от льющихся сверху помоев и фекалий
И это была отнюдь не разовая прихоть самодержца. Опробованную в Москве практику законодательной защиты окружающей среды Петр I распространил позже и на новую столицу Российской империи. 1 июля 1719 г. за его подписью публикуется указ «О запрещении засоривать Неву и другие реки нечистотою…». В этом документе «санкт-петербургским обывателям всяких чинов и людям, кто б какого звания ни был…» запрещалось сбрасывать в Неву и другие реки различный мусор. Нарушителей ждало битье кнутом, а злостным нарушителям экологического законодательства грозила даже «ссылка на вечную каторгу».
Вообще при Петре I было принято около 60 документов природоохранительного характера.
Но, даже судя по самому факту появления подобных указов, до канализационного благолепия было еще далеко. И не только в России, но и в Западной Европе тоже. Неслучайно, например, в средневековой Венеции выливать в городскую канаву воду после размачивания сушеной трески городские власти разрешали только по ночам и — в любом случае — не чаще одного раза в сутки. Но и эти ограничения не слишком помогали — вонь стояла одуряющая! А, надо заметить, треска была очень популярным, если не сказать — основным, источником протеинов не только в Венеции, но и чуть ли не для всей Европы тех времен. Сушеную треску полагалось вымачивать не менее двух-трех дней.
Как ни странно (впрочем, если вдуматься, ничего странного в этом нет), своеобразным стимулом к развитию городских канализаций стали свирепствовавшие в средние века по всей Европе, и не только в Европе, эпидемии, особенно — холеры и чумы. Уже в XV веке врачи стали предлагать местным властям такие мероприятия, как очистка городов, улиц, клоак; осушение болот. К сожалению, большинство этих мероприятий были чрезвычайно дорогостоящими. Власти отделывались полумерами. Даниэль Дефо в своем «Дневнике чумного города» приводит «Распоряжения, сделанные и изданные лорд-мэром и олдерменами города Лондона в связи с распространением чумной заразы, 1665». Среди прочих находим: «Помойки и резервуары с нечистотами должны быть как можно более удалены от Сити и от людных дорог; ночным прохожим, как и всем остальным, строго запрещается облегчать кишечник в садах и окрестностях Сити».
Можно, конечно, долго иронизировать по поводу наивности и якобы примитивности предпринимаемых дезинфекционных мер. Однако еще и в конце XIX века общепризнанным было мнение, что цель дезинфекции — ни много, ни мало — воспрепятствование разложению экскрементов, трупов людей и животных, умерших от острозаразной болезни, выделяющих газообразные продукты (миазмы), портящие воздух.
Однако, еще более удивителен тот факт, что процессы модернизации городских канализационных сетей проходили во всей Европе почти синхронно.
В 1847 г. специальная Королевская комиссия по оздоровлению лондонцев провела некоторую модернизацию столичной канализации. В 1848 году, например, был введен запрет на выгребные ямы в городской черте. На тот момент в английской столице выгребные ямы были под 200 тыс. домов. Недаром современный английский писатель Питер Акройд называет лондонские ароматы того времени «запахом прогресса».
Но эффект от этого запрета получился обратный: главная водная артерия города — река Темза — стала только еще более грязной из-за увеличившегося объема сточных вод в нее. Характерно, что и появление в 1810 году сливного бачка в туалетах (собственно, ватерклозета) лишь усугубило ситуацию с отводом сточных вод. Все нечистоты самого большого на тот момент города мира (около 3-х миллионов жителей), Лондона, все отходы жизнедеятельности человека сбрасывались в Темзу прямиком. Шторы на окнах парламента приходилось пропитывать хлоркой, но это мало помогало. По словам канцлера Бенджамина Дизраэли, река превратилась в «адский зловонный омут, от которого несет невыразимым, смертельным ужасом».
Сооружение в 1860-е под набережной Виктории громадной и сложной сети труб, выводящих отбросы и фекалии за пределы Лондона, оздоровило Лондон
Ничего не поделаешь — работает неумолимый технологический закон: появление ватерклозетов с необходимостью требует создания систем канализации! Это стало инженерной аксиомой уже в XIX веке. «Трубы для проведения чистой воды и для отведения нечистот почти всегда укладываются одновременно и параллельно, — канализацию нельзя строить без водопровода», — специально подчеркивал русский инженер Линцбах в 1899-м году.
Наконец, в Лондоне, после «великой вони» в день 30 июня 1858 года, когда миазмы, исходящие от катастрофически загрязненной Темзы, достигли такой интенсивности, что в Вестминстере Парламенту пришлось прервать заседание, начались работы по созданию новой системы канализации. Руководил этим проектом путейский инженер Джозеф Вильям Базалджетт. Личность легендарная в истории города.
В 1860 году по его проекту началось сооружение канализационных коллекторов из портландцемента. Сточные воды по ним направлялись на восток, в обход Темзы. В общей сложности, по распоряжению Управления общественных работ метрополии (Metropolitan Board of Works) было построено около двух тысяч километров новых канализационных труб. Это был один из крупнейших проектов в области гражданского строительства в XIX веке. К 1866 году большая часть Лондона была подключена к канализационной сети, а полностью работы завершены в 1875 году. К тому времени (1874 г.) Джозеф Базалджетт стал обладателем титула «сэр».
Проект, реализованный Базалджеттом, считался одним из новых чудес света. Современники необычайно высоко оценили усилия городских властей Лондона в области общественной санитарии. Да и как было их, эти усилия, не оценить! Судите сами. В 1874 году смертность на тысячу жителей в Петербурге составляла 34,15 человек, а в Лондоне (1876 год) — 21,3.
В результате этих, казалось бы, сугубо инженерных мероприятий был получен просто ошеломляющий эффект: по данным цитировавшегося выше Доклада ПРООН, в Великобритании распространение канализационных систем способствовало тому, что в течение четырех десятилетий после 1880 г. ожидаемая продолжительность жизни возросла на 15 лет.
Но, между прочим, строительство систем канализации в европейских городах сопровождалось очень серьезными научно-техническими дискуссиями по поводу выбора самого принципа функционирования таких систем. Спор этот порой приобретал характер чуть ли не геополитического.
Французы, например, занявшиеся всерьез сооружением канализации в Париже в 1880-м году, после случившегося так называемого «великого смрада», избрали для реализации принцип полной изоляции сточных вод.
В проекте, разработанном специальной комиссией, было предусмотрено создание полностью герметичной выгребной ямы из стали и меди: «Испражнения поступают из туалетов в совершенно непроницаемые трубы с металлическими стенками, никак не соприкасаясь ни с воздухом, ни с землей. Соединенные вместе, эти трубы унесут все стоки подальше от города, в особое место, где будут находиться все заводы, необходимые для их переработки»; «движение их обеспечивается всасывающими и нагнетательными насосами, с помощью вакуума или любым иным способом». Впрочем, великий микробиолог Луи Пастер — так тот вообще предлагал отказаться от заводов по переработке канализационных вод, а стоки сбрасывать по трубам прямо в море.
Идея проста: предохранить население от любого контакта с отходами жизнедеятельности. И, хотя, по сути своей эта концепция была утопична изначально, она нашла воплощение в целом ряде сооружений: в системе Лиермюра в Бельгии, в сети пневматического отвода, установленной Берлие в Лионе в 1880 г.
Стратегия английских инженеров в обращении со стоками принципиально отличалась от той, что предлагали их континентальные коллеги. Никаких выгребных ям, труб, стоков, заводов по производству сульфата аммония; все хранилища следует уничтожить; вместо этого следует организовать «как можно более быстрое и безостановочное удаление экскрементов» на поля аэрации, где очистительную функцию будет выполнять сама земля. Кроме Лондона, подобные системы канализации сооружаются в Брюсселе, Франкфурте-на-Майне, Данциге. В Берлине комиссия во главе с выдающимся немецким ученым-патологом Рудольфом Вирховом тоже отдает ей предпочтение. Соединенные Штаты также взяли за образец именно английский опыт.
В Российской империи тоже пошли по этому пути. «Все устройство канализации должно способствовать немедленному удалению образовавшихся в жилых помещениях нечистот. Для этого нечистоты должны быстро выкидываться в сеть, отводиться быстрым течением, нигде не задерживаясь. Не должно устраивать ям и сосудов, в которых они могли бы скопляться и застаиваться. Это требует гигиена», — настаивал инженер Линцбах.
«Очевидно, что быстрое удаление нечистот с помощью проточной воды представляет собой самую эффективную технологию дезодорирования как общественного, так и частного пространства, — пишет французский исследователь Ален Корбен (1982 г.). — Длительное сопротивление, которое оказывали ей французские чиновники, — лучшее объяснение того, почему в городах страны по-прежнему стоял смрад».
В этом можно усмотреть и проявление национального французского менталитета, ведь недаром Париж считается законодателем моды в парфюмерии. Отсюда — логичное для француза решение: сделать фекальные воды бесцветными и, в идеале, ничем не пахнущими. Известно, например, что в период 1762–1853 гг. в Париже использовалось 57 способов для дезинфекции выгребных ям; большинство из них сводилось к рецептам ароматизации экскрементов с помощью бергамота, сока лимона и апельсина, лавандового спирта, лосьона из флердоранжа, гвоздики и различных масел и эссенций. Парижские золотари только посмеивались: мол, для них изготовляют «конфетки с флердоранжем».
К слову сказать, русские справились с этой задачей, может быть, не так изощренно, но куда как более эффективно. Летом 1879 г. военный инженер Василий Блинов продемонстрировал ведущим ученым Санкт-Петербурга в Императорском университете свое изобретение: гидравлический затвор (сифон). Это всем известное сегодня устройство в виде изогнутой трубы «утка», разделяющее содержимое одной емкости от другой. Вообще-то оно было разработано для паровых котлов военных кораблей. Но очередной российский Кулибин догадался совместить гидрозатвор с ночной вазой.
На упомянутой презентации инженер Блинов вывалил в обыкновенную с виду ночную вазу полведра заранее приготовленного лошадиного навоза. Затем вылил туда же ведро воды. Навоз бесследно исчез, в ночной вазе осталась только чистая вода. Ученые эксперты были потрясены! Доложили императору. Александр II тут же заказал для своих дворцов 10 таких фаянсовых приборов на фарфоровом заводе братьев Корниловых. Каковые приборы и были вылеплены вручную. Унитазы установили первоначально в московских дворцах императора. Что, опять же, потребовало проложить между ними канализацию, пусть и локальную.
Ради справедливости надо отметить, что за приоритет изобретения гидрозатвора для ватерклозетов ведется нешуточная борьба. Английские историки утверждают, что первым был их соотечественник Александр Каммингс. Якобы это именно он в 1755 году догадался изогнуть отходящую от унитаза трубу в виде буквы V. Другой претендент, тоже британец, — Стефан Грин: озарение по поводу «утки» посетило его в 1849 году.
Впрочем, бесспорно, что сам термин «унитаз» — продукт английского гения. Поначалу этот сантехнический прибор так и называли — английский клозет. «Приёмник такого клозета вместе с сифоном изготовляется из одной массы фаянса, почему и называется унитазом. Нечистоты попадают сначала на промежуточную, постоянно мокрую поверхность, к которой нечистоты не пристают, — потом струей воды они отводятся вниз.
Приемник имеет полированное деревянное сиденье, прикрепленное к кронштейнам; бока его оставляются вполне открытыми. Сиденье может быть поднято и тогда клозет служит вместо писсуара», — отмечал Линцбах.
«Канализация — это жизнь!» В этом слогане нет никакого преувеличения. Чуть больше ста лет назад уровень детской смертности в Вашингтоне был вдвое выше, чем сегодня в странах Африки к югу от Сахары. Переносимые с водой инфекции — дизентерия и брюшной тиф — были причиной каждой десятой смерти в городах США. Канализационная инфраструктура разрубила связь между инфекционными болезнями и грязной водой. По оценкам ПРООН, именно очисткой воды объясняется почти 50-процентное сокращение смертности в первой трети XX века в США.
Отсутствие доступа к канализации означает, к примеру, что в трущобах Киберы (пригород кенийской столицы Найроби) люди вынуждены испражняться в пластиковые пакеты, которые они потом выбрасывают в канализационные люки на улице... Прогресс, цивилизация — все это происходит где-то в другом, параллельном мире. Если, конечно, не считать того, что используются именно пластиковые пакеты. Кое-где и до этого еще дело не дошло. Даже если к 2015-му году будут выполнены сформулированные ООН так называемые Цели развития тысячелетия по воде и канализации, более 800 млн. людей все еще останутся без воды, а 1,8 млрд. — без канализации.
Существуют, правда, радикальные технологические предложения, призванные разрубить этот гордиев узел. Швейцарская фирма Geberit несколько лет назад организовала дизайнерский конкурс на лучшую разработку ватерклозета будущего. Первую премию получила модель «Nebula». В этом унитазе совершенно отсутствует вода. С помощью лазерного устройства, встроенного в нижнюю рукоятку, определяется характер выделений, которые распыляются в течение нескольких секунд. Зола с помощью той же рукоятки отсасывается, а лазер стерилизует сиденье.
Но и здесь, думаю, мы упремся в знакомую нам уже коллизию: технологическое усовершенствование неминуемо создаст новые проблемы, решать которые придется с помощью новых технологических «гаджетов».
