饮水、深井与氟齿病——全球化视野下清末民初天津地下水资源开发及影响
作者：曹牧，天津师范大学历史文化学院。
摘要：天津平原低平临海，水质咸涩，地表水和浅层地下水不堪饮用。1860年天津开埠建立租界，受全球流行性疾病和卫生革命影响，租界中的西方人出于自身卫生安全而在天津寻找新的清洁水源。他们改革了天津的供排水设施，建立了第一套自来水系统，随后又引入机器钻井技术，发掘深层地下水。然而在新水源投入使用八年后，租界出现儿童氟齿病例，调研显示病因为井水氟化物超标，自此天津成为地域性氟病高发区。这一典型案例体现了全球化对清末民初中国城市的影响，其中由人为造成的意外后果，正是恩格斯在《自然辩证法》中所指出的与人类目标“完全不同的、出乎预料的影响”，表明了人与自然关系的极端复杂性，对当今和未来生态城市建设具有重要警示意义。
本文尝试从清末民初的天津供水变革出发，在全球化视野下，考察城市地下水资源开发过程和影响，望这份粗浅的研究能够为有相同兴趣的研究者，在探寻城市改造与自然限度问题时带来一些启发。
一、天津城的水源局限
天津地处海河下游平原，平均海拔20米，但其中三分之二区域海拔低于4米，洼地面积占市区总面积的95%以上。极度低平的特征，让穿天津而过的海河干流，上游支流众多，下游洼淀密布，加上滨海和潜水位偏高，还出现了咸水倒灌和农田盐碱问题，导致人工挖掘的宽口浅水井，大多只能得到不堪饮用的咸水。清中后期天津城内的取水困难已经十分明显，出现了“十井九废”，“居民万户皆仰郭郊外”等现象。此时城市周边的最佳取水点位于老城北门外，海河上游的南运河段。取水者每日穿梭于北门间，使得这一区域人流如织，扁担、水车、提桶此来彼往，路途泼溅出的少量河水，让土路无论晴雨都泥泞不堪。因为运水不易，城内水价高昂。
无论是城内井水匮乏还是城外取水点稀少，都可以说明导致天津供水困难的原因不是水量不足，而是水质不佳，这一问题又可以细分为地表水质和地下水质两个部分。天津城内无井的原因，首先是自然条件的限制。其次，城市自身的污染和消耗也加剧了这一特征。
二、全球化影响与天津的水源变革
1860年欧洲人在天津开辟租界，以西法丈量土地，规划街道，布局管理，创造了一个国中之国。西方城市建设和卫生管理方式自此现身天津，与原有城市形成鲜明对比。在殖民扩张和全球化趋势的合力下，两种观念的碰撞日趋明显，这也进一步促使西方人尝试以新方式取代原有城市供水模式，从而推动了一场供水革命。
事实上，清末天津已经形成了一套约定俗成的水源清洁模式，如从位于城市上游的南运河段取水，对河水进行沉淀处理，烧开后饮用等。尤其是沉淀措施，在夏天河流出现杂质极多的“麦黄水”时，发挥了不可或缺的作用，居民将河水倒入水缸、加入白矾用竹竿搅动，静候杂质沉淀后将清水倒入第二口水缸中，如此进行两至三次“倒缸”，直至水色澄清为止。这种过滤每两三天便要进行一次，水缸腾空后要清理缸壁和缸底沉淀的泥水，还要刷净挂在缸壁的黏液，是一项耗时费神但不可或缺的工作，甚至成为津门“水俗”的一部分。清末《天津卫生总局现行章程》中还总结了清洁水源的一套“标准”程序，即“先用白矾将水澄清，过一昼夜再煮至二十四分钟，白泡滚滚方可取饮”，可见“倒缸”净水，加之饮用前烧开的习惯，能够一定程度上实现卫生防疫效果。不过，此时水源清洁标准，依然主要集中在人们对水色、水味的观感评价上，或许正因如此，天津居民才对有“活流儿”的自然水体包容度较高。
与之相对，此时租界里的西方人却受到卫生革命的影响，而产生了不同的清洁标准。因此当全球流行疾病波及天津时，新的卫生防疫手段也开始影响这座城市。清末天津的供水变革，正是租界运用欧洲防疫模式，在应对一波又一波全球流行瘟疫的过程中逐渐完成的。1894年霍乱流行，引发了租界独立供水问题的讨论，最终促成1899年天津英租界第一套自来水系统的出现。不过此时的水源仍然来自海河干流，且取水点位于天津老城下游，虽然经过净化处理，仍有被天津老城废水污染的风险。随后1902、1917年瘟疫的影响，则使得河水清洁程度的问题再次被提出，并推动了深井水的开发和使用。
三、天津地下水资源开发与影响
租界讨论的深井钻探技术，是采用机器手段钻凿到地壳深处取水的一种方式。这种搭设井架的窄口深井钻探形式，虽然被时人认作近代西方技术，还被冠以“洋井”之名，实则源于中国。
井水与河水相比，水源品质和卫生状况都更为优秀。深井水不仅水质优于河水，出水量也不逊色。尽管租界用水需求节节攀升，井水的供应能力却也能依靠挖井技术成熟和开凿数量增加而逐渐提高，因为各方面优势明显，深井水逐渐取代河水成为英租界的主要水源，河水则沦为缺水时期的备用品。
天津深层地下水开发技术不断向外传播，深井数量也不断增加。20世纪初期出现的机器井发展迅速，至20世纪中期已经逐渐成为天津城中日常饮用、水源销售、消防安全和城市卫生防护的重要取水设施，足以证明新取水形式在天津推广迅速，逐渐被市民接受，这同时也促进了钻井相关经济的蓬勃发展。
四、氟齿病的发现及应对
氟齿病就是今日医学概念中的氟牙症，是在牙发育的矿化时期，机体摄入过量的氟所引起的一种特殊的釉质发育不全，属地方性慢性氟中毒的特异性表现。
在天津租界发现氟齿病时，中国城市尚没有类似的病例报告，即便在英国也只有马尔顿（Malden）出现过类似情况，因此英租界在寻求解决方法时只能求助于后者。
发现氟齿症后，英租界再次面临撤换水源的压力。租界一度尝试利用现代技术调整井水水质，减少其中的氟含量。水厂先是采用了沸石滤水法。此法是当时英京联合软水公司出品的过滤纯水新技术，由含有十二种沸石的四重过滤系统组成，据说滤水成品水质与蒸馏水不相上下。但遗憾的是，最后经检测验定，这套净化系统对水中的氟化物没有清除效果。与此同时，租界也曾寄希望于打造新井，寻找氟含量较低的新水源。然而法租界１９３６年凿成的老西开自流井，已经深达2340至2440英尺（713.23－743.71米），井水中的含氟量为百万分之二点六，依然超过英租界的水源氟含量。这进一步证明天津的深层地下水不适合民用，同时否定了通过改变井深和位置改善水源的设想。
寻找替换水源是解决租界供水的另一个方法。此时取水点位于海河上游的济安水厂已经初具规模，亦有其他租界购买济安水源的先例，因此购买过滤水成为一种可行性选择。英租界与济安水厂相距甚远，若从济安水塔直接引水，还需租用载重汽车跨界运送水源，额外消费至少会导致水价提高4.5倍。比较经济的方法，是从使用济安水厂水源的近邻法租界引水。
粗糙的引水计划带来了一些非议。因为无论从何种渠道引入新水，都会导致为辅助井水运输建立的管道系统闲置，造成经济损失。同时，掺杂了人力运水部分的新系统，也可能带来更大的卫生风险。
因为深井水的持续使用，租界还改变了既往水源检测的标准。发现氟齿病后，上述检测内容也需要改变，首先需要变革的是检测技术。同时，水质检测内容也进一步丰富和细化，实验室除检测“氟素”外，还能化验其他水中的化学成分，并用于解释水质变化。
五、结语
从资源这扇窗望去，会发现近代天津开发深层地下水的行动，本质上是城市为谋求生存和发展，试图改良从自然获取水资源方式的过程。然而在刚刚向世界敞开大门的天津，这场貌似地域性的资源变革，却不再是城市自己的故事，而已然成为19世纪世界变动大潮下，激荡出的一朵水花。
天津租界居民对地下水资源探索的热情，正是在全球流行性疫病威胁、不断发展的科学探索、快捷的信息传播网络、革新的卫生清洁观念和渐趋一致的防疫措施等因素共同作用下产生的。因此这场水源变革，也可以被视为租界居民以日益通行的新理念，试图在天津构建起符合自身标准的，安全用水环境的尝试。它因全球化而出现，也在某种程度上对全球化进程起到了添薪之功。然而，人们常常看到这种变化带来的好处，却很少注意到它也可能带来的风险和弊端。
文章摘自《清史研究》2021年第6期，原文约23800字。
