章節筆記：污染控制

各位同學，歡迎來到「污染控制」的學習筆記！我們的地球真是個奇妙的地方，但人類活動有時會令環境變得混亂。好消息是：我們有聰明的方法來清理這些污染物，並預防未來出現問題！在這一章，我們會探討一些簡單而有效、人人都可以採用的策略，然後深入了解污水處理中令人著迷的生物學原理。準備好開始了嗎？

污染控制策略：4R原則

把「4R」想成保護環境的黃金法則吧！它們既容易記，又按效用高低排列。遵循這些法則有助我們管理廢物和保護珍貴的資源。

1. 減少（Reduce）

意思：從源頭減少使用某物。

這是「4R」中最重要的一項！為甚麼？因為如果我們從一開始就不製造廢物，就不用擔心要重用、回收或丟棄它了。這是從根源解決問題。

實際例子：

  • 自備可重用水樽，而不是購買即棄塑膠水樽。
  • 在購買新物品前，先想想：「我真的需要這個嗎？」
  • 選擇包裝最少或沒有包裝的產品。
  • 紙張雙面印刷。
2. 重用（Reuse）

意思：將物品重新使用，無論是用於其原有目的還是新目的。

在丟棄物品前，想想它能否獲得「第二次生命」！重用物品能節省製造新物品所需的能源和資源。

實際例子：

  • 用舊玻璃瓶來裝筆或食物。
  • 補充洗手液而非購買新的洗手液瓶。
  • 捐贈舊衣服和玩具，讓其他人可以使用。
  • 用舊文件的背面作草稿紙。
3. 回收（Recycle）

意思：將舊材料加工製成新產品。

當你無法減少或重用時，回收就是次佳的選擇。它將廢物轉化為有價值的資源，避免它們最終被棄置在堆填區。這個過程需要耗費能源，因此如果可能的話，減少和重用是更好的選擇。

實際例子：

  • 將紙張、塑膠和金屬罐放入正確的回收箱。在香港，你常會看到藍色（廢紙）、黃色（鋁罐）和啡色（塑膠瓶）的回收箱。
  • 你舊的膠樽可能成為一件新抓毛外套的一部分！
  • 你舊報紙可以再製成新的紙製品。
4. 替代（Replace）

意思：選擇可持續和環保的替代品，以取代有害產品。

這關乎作為消費者作出更明智的選擇。透過選擇更環保的選項，我們可以減少對環境的負面影響。

實際例子：

  • 使用充電池而非即棄電池。
  • 選擇可生物降解的清潔產品。
  • 在超市使用布袋而非塑膠袋。
  • 選擇由回收物料製成的產品。

重點提要：4R原則

4R—減少（Reduce）、重用（Reuse）、回收（Recycle）、替代（Replace）—是管理廢物的優先次序清單。最佳做法是減少你的消耗。如果不能，嘗試重用它。如果那也不行，就回收它。只要可以，用可持續的物品替代有害的物品。


深入探討：污水處理的生物學原理

好了，我們來談談我們每天都製造的東西：污水！污水是來自我們家居、學校和工廠的廢水。它充滿了有機廢物、化學物質和有害微生物。如果我們直接將它排放到海洋中，將會導致大規模的水污染並傳播疾病。這就是為甚麼我們需要有污水處理廠！剛開始時如果覺得有點難，請別擔心；我們會一步步詳細講解。

污水處理背後的「魔法」不是什麼神秘的化學品，而是微生物！我們利用有益的細菌為我們完成這些「骯髒」的工作。

步驟1：初級處理（物理階段）

第一步主要是清除較大的固體。這是一個純粹的物理過程，就像篩選和沉澱一樣。

  • 篩濾：流入的污水首先通過大型濾網。想像一下，這就像一個巨型廚房篩網。它會攔截大型雜物，例如塑膠袋、樹枝和其他垃圾。

  • 沉澱：經過篩濾的污水接著流入大型水池，稱為沉澱池。在這裡，水會被靜置。
    • 較重的固體有機物（如糞便）會沉到池底。這層沉澱物稱為污泥。
    • 較輕的物質如油和油脂則浮在水面，會被撇除。

比喻：想像一杯非常混濁的泥水。如果你讓它靜置，較重的泥土會慢慢沉到杯底。初級處理就是做同樣的事情，只不過規模更大！

初級處理後，大約一半的固體污染物會被移除。但剩餘的液體，稱為流出物（或處理水），仍然含有大量溶解的有機物和微生物。

步驟2：二級處理（生物階段）

這就是真正的生物學作用發生的地方！目標是利用微生物來移除溶解的有機廢物。

  • 曝氣：來自初級處理的流出物會被輸送到曝氣池。空氣會被強力地鼓入水中。這一步非常關鍵，因為它為數以百萬計有益的好氧細菌（需要氧氣才能生存的細菌）提供氧氣。

  • 生物分解：有了充足的氧氣和「食物」來源（溶解的廢物），好氧細菌會大量繁殖。它們進行好氧呼吸，將複雜、造成污染的有機化合物分解成無害的簡單物質，例如二氧化碳和水。

  • 活性污泥：當細菌分解廢物時，它們會迅速繁殖並與其他微生物聚集成棕色、蓬鬆的團塊，稱為活性污泥。這種污泥之所以「活性」，是因為它充滿了活的分解者。

  • 最終沉澱：混合物隨後被輸送到最終沉澱池。活性污泥團塊會沉到池底，留下較清澈的水在上方。部分富含細菌的污泥會被循環回曝氣池，以維持高細菌數量，令處理過程更有效率。

比喻：將曝氣池想像成一個有益細菌的盛大派對。我們提供空氣（氧氣）和食物（廢物）。作為回報，它們為我們清潔水質！

快速回顧：初級處理 vs. 二級處理

初級處理：
- 過程：物理性（篩濾、沉澱）
- 移除物：大型固體和浮油
- 結果：污泥和流出物

二級處理：
- 過程：生物性（好氧細菌分解）
- 移除物：溶解有機物
- 結果：活性污泥和清澈得多的水

步驟3：污泥處理

那麼，從初級和二級處理收集到的所有污泥怎麼辦呢？我們當然不能隨便丟棄它！它會經過自己的處理過程。

  • 厭氧消化：污泥會被泵入大型密封水池，稱為消化缸，裡面沒有氧氣。

  • 在這裡，另一種細菌接手工作：厭氧細菌（不需要氧氣的細菌）。

  • 這些細菌分解污泥中的有機物，產生生物氣（主要成分是甲烷）。這種生物氣是一種寶貴的資源，可以作為燃料燃燒發電，通常用於為污水處理廠自身提供電力！

  • 剩餘的經處理固體，稱為生物固體（或生物污泥），更安全，可用作農田肥料或棄置於堆填區。
你知道嗎？

昂船洲污水處理廠是香港污水處理系統的核心部分。它每天都運用這些相同的生物學原理來處理大量污水，保護維多利亞港的水質！

重點提要：污水處理

污水處理是一個多步驟的過程，同時依賴物理和生物學原理。初級處理以物理方式移除固體。二級處理利用好氧細菌分解溶解的有機廢物。最後，收集到的污泥會被厭氧細菌分解，同時產生有用的生物氣。這是一個利用大自然（微生物）解決人類造成問題的絕佳例子！