首次指出濾水關乎衞生

英國委派的顧問工程師查維克（Sir Osbert Chadwick）在該報告書，已有提及濾水的重要性。他認為，不論新舊的水務設施，使用沙濾池都是可取的，「雖然過濾並沒有對溶於水中的物質造成明顯的化學反應，但很可能透過去除水中的懸浮物質，水質已有重要改善。」¹

雅賓利沙濾池採用的是慢速沙濾法（Slow Sand Filtration），這是英國工程師詹姆斯．辛普森（James Simpson）於1829年發明的濾水技術。慢速沙濾池通常以鋼筋混凝土築成，池底下鋪滿由細砂、石粒及粗糙碎石組成的3層濾質，讓原水緩慢穿過砂石到達池底，達致淨水效果。這組共6個的雅賓利沙濾池依山而建，1893年的旅遊天書 The Hong Kong Guide 已經推薦這組濾水池為遊覽香港的景點²，它也經常被選用作香港明信片的主題風景照。

邊使用邊發現的濾水原理

當時大家一般以為慢速沙濾法純粹是物理過濾法，透過篩隔雜質達致濾水效果。直到十九世紀末，多項研究結果顯示，淨水工作原來主要透過累積於濾質表面的生物膜分解水中有機雜質而成，故此只要生物膜的密度不致於阻礙水分子通過，一般來說濾質使用越久，淨水效用越大。這些研究發現，推翻了以往頻繁清洗濾床的做法³。

既然濾水有效，以往每逢暴雨過後食水變得混濁的情況再不可接受，於是政府便為薄扶林水塘興建慢速沙濾池，有關設施亦逐步擴展至港島其他地區。一直到1925年，當時的工務局在寶雲道進行濾水池改造工程時，才首次引入當時已成主流的快速重力過濾。所謂快速重力過濾，是透過物理篩隔除掉雜質。它的好處是過濾速度快，而且設備佔地較少。為配合快速重力過濾，濾水前需加入明礬及熟石灰等化學品，有助雜質沉澱，並調節酸鹼值，故這類濾水廠旁均建有化學原料倉。

引入自動化加快濾水速度

到了1928年，香港已有8個濾水設施，當時最新落成的石梨貝濾水廠，是繼九龍慢沙濾池外，另一個為配合九龍水塘群而興建的濾水設施。它位於九龍接收水塘以南，背靠配水庫。由於該處面積不足以興建慢沙濾池，工務局便決定採用高速重力濾水法，更從英國引進了自動化洗沙濾水設施，同款的機械當時在倫敦亦只有兩部。它減省了人力洗沙的工序，而且快捷10倍⁴。此外，濾水廠的機器使用水力渦輪推動，不需要燃煤發電，亦免卻人手處理，是當時最先進的科技，濾水效果亦相當不錯。政府微生物學家E.P.Minett在報告中說到，不知甚麼原因，九龍的原水水質幾乎總是完勝香港島那邊；而經過過濾的水，在加入氯氣前，都會接受每星期的化學及細菌測試。結果顯示，經高速重力過濾出來的水，水質特別好⁵。

值得一提的是，石梨貝濾水廠的建築工程，是由裕利建造公司承辦，由建築商伍華與譚肇康共同創辦，後者，除了當年冒死殮葬黃花崗七十二烈士而廣為人知外，他在香港亦被譽為建築界泰斗。不少由他承辦的工程由於管理完善、工料俱佳、提早竣工而獲鉅額獎金。

直至1949年，香港共有濾水池11座。同年，東區濾水廠落成啟用，經大潭輸水隧道所輸送的原水全部在此過濾，藉以取代戰前興建的寶雲道、雅賓利及東區沙濾池。因此僅一座東區濾水廠每日可濾水1,100萬加侖，比三個舊式沙濾池濾水量總和多出400萬加侖。

這對於戰後用水急增的香港來說，極為重要。畢竟沿用多年的濾水池負荷過重，濾水量亦已達樽頸。當時香港就曾多次出現水塘滿溢，但因為濾水池不敷應用而需要限制供水時間的情況⁶。

濾水廠作為供水系統中樞

及至1959年，政府計劃興建船灣淡水湖，以確保港九新界供水穩定，故此整個輸水系統覆蓋範圍龐大而且複雜，其中沙田濾水廠被喻為整個供水系統的「中樞」，其中央控制室可以遙距監督和控制船灣淡水湖供水系統的操作。它是當時全東南亞最現代化的濾水廠，佔地80萬平方呎，每日可濾水約72.7萬立方米，其主要設施包括過濾池、泵房、化學品儲藏室及行政辦事處，而化驗室亦採用當時最先進的化驗儀器，可以說是建立了現代濾水廠的標準。

在沙田濾水廠興建之時，同期的工程還包括了獅子山隧道。如今看似不相干的工程，原來都是供水網絡的一部份。獅子山隧道最初由工務局轄下的水務局考慮興建，透過鑿通分隔九龍和新界的山脈，以容納食水輸送管將食水由沙田濾水廠輸送至九龍市區。上世紀六十年代初，政府正好銳意發展沙田成為新市鎮，所以順道將它發展成行車隧道，成就了全港第一條行車隧道。

千禧年後的濾水新技術

現場氯氣生產設備

香港的濾水廠每天平均使用6噸氯氣，但由於香港並沒有氯氣供應商，故需要從內地進口。氯氣經過液化，方便長距離運輸。

隨着科技發展，氯氣生產設施技術已日趨成熟及可靠，由於薄膜電解技術效能不斷提升，令安置氯氣生產設施所需要的空間越來越小，且更具成本效益。2018年起，水務署分階段在11所大型濾水廠安裝氯氣生產設施，將鹽水通過薄膜分隔的電極管進行電解，以產生氯氣。濾水廠可按實際需要生產氯氣即時使用，無需貯存，過程安全可靠。

此外，生產所得的氯氣亦可以透過簡單的化學程序，轉化成次氯酸鈉溶液，然後運送至其他小型濾水廠取代氯氣作消毒，其運輸風險較運輸液態氯為低。

臭氧消毒

時至今日，在處理食水過程減少添加化學物已經成為趨勢，技術的發展亦得以讓臭氧取代「前期加氯」。事實上，臭氧是很強的氧化劑和消毒劑，它透過氧化如病毒、細菌等細胞體，使細胞膜、細胞壁破裂，進一步破壞細胞核裡面的脫氧核糖核酸（DNA）及核糖核酸（RNA），從而達到抑制細胞繁殖的效果。在氧化反應後，臭氧會還原為氧氣狀態，不會在水中遺留，也不會產生異味。

由於臭氧易於分解且無法儲存，故需要現場製造並即時使用。牛潭尾濾水廠於2000年率先引入臭氧消毒技術，大大減低運作成本和氣體泄漏風險。該濾水廠在2001年美國環保工程師學會舉辦的卓越環保工程比賽中榮獲「卓越成就大獎」。

在利用臭氧取代「前期加氯」後，氯氣消耗量減少了約30%。然而，臭氧易於分解，無法在水中長期維持。為防止細菌在配水管網內再度滋生，「後期加氯」仍然保留，以確保在整個輸水系統中，留存一定的餘氯，以維持消毒功效。

紫外線消毒食水

沙田濾水廠南廠將會是其中一座使用紫外線消毒食水的濾水廠。紫外線消毒通常用於污水處理，但近年已開始廣泛應用於食水，其殺菌原理是通過紫外線，即時破壞微生物的核酸、脫氧核糖核酸（DNA）、核糖核酸（RNA）等，進而殺死生物細胞，或降低其活性，以達到消毒殺菌的效果。研究和測試發現，這種處理方法有效消滅微生物，例如隱孢子蟲和賈第鞭毛蟲等的病原體和病毒。

雙重保障生物感應預警系統

雖然精密分析儀器可以檢測到水中微克，甚至是納克水平的化學污染物，不過微量分析結果一般需時較長。為提升水質監測能力，水務署研發了一套具雙重保障及驗證的「生物感應預警系統」。所謂生物感應，是指生物體會因為外界環境變化而做出相應反應，監察個別生物體反應的特性可用作預防性監測。目前，水務署所選用的水質監測伙伴包括斑馬魚及費希爾弧菌，前者可以作全天候水質監測，配合後者快速測試食水毒性，兩者結合使用，有助前線人員在一小時內偵測及處理水質的問題。

斑馬魚

斑馬魚與人類的基因相似度高達七成，對水中污染物異常敏感，而且反應快，可以快速準確地為水質安全作預警。斑馬魚在「服役」期間，會被放置於特製的魚缸。原水會不斷輸入魚缸，配以高速攝錄機實時攝錄，24小時無間斷記錄及分析斑馬魚的活動軌跡。假如牠們出現如活躍度過低、窒息、受刺激等異常表現，系統會向當值人員發出警報，同時自動即時抽取水樣本作化驗。

斑馬魚水質監察系統是水務署水質科學部人員自行研發的成果，它結合了生物、電腦、通訊及自動化的科技，其中錄影追蹤斑馬魚尤其具挑戰性，簡單如燈光，人眼不會察覺的光管閃爍頻率，在高速攝錄下則無所遁形；其他硬件如魚缸厚度、物料顏色、水流控制，甚至水中的氣泡及倒影等，均會影響錄影追蹤的清晰度及準確度。水質科學部人員經過兩年多反覆研究改良，至生物感應預警系統正式投入服務之時，魚缸的設計已經進化到第8代。

這套生物感應預警系統贏得了2013年公務員優質服務獎勵計劃「隊伍獎」（內部支援服務）銀獎，以及「部門精進服務獎」（大部門組別）銅獎。它不但有助密切監測水質，而且減少化驗次數，令化學品和能源的耗用量顯著下降，既具成本效益，又合乎綠色科學和環保原則。

費希爾弧菌

至於費希爾弧菌，俗稱「發光菌」，在水質正常情況下會發出藍綠色光線，反之光度會減弱，甚至不發光。研究人員利用這個特性，開發出以生物發光技術為基礎的快速檢測系統。當水樣本含有害物質時，會抑制費希爾弧菌發光，這時便可透過發光菌快速毒性測試，在一小時內甄別出超過1,000種有害物質，如甲醛、山埃等。這種毒性測試兼具需時短、成本低、準確度高和靈敏度高等優點，早年已獲美國環保局認可，並在奧運會、亞運會以至美國國防部採納使用，以保障食水安全。

1. O. Chadwick (1882). Mr. Chadwick’s reports on the sanitary condition of Hong Kong; with appendices and plans. London: Printed by George E.B. Eyre and William Spottiswoode, for Her Majesty's Stationery Office. 37. https://wellcomecollection.org/works/mpnmmdbz
2. Shephred, Bruce (1982). The Hong Kong Guide 1893. Hong Kong: Oxford University Press. 94.
3. Francis A. Cooper (1896). Report on the Water Supply of the City of Victoria and Hill District Hong Kong, Public Works. Sessional Papers for the Year 1896. 14. https://digitalrepository.lib.hku.hk/catalog/dr274p440#?c=&m=&s=&cv=&xywh=-231%2C676%2C2359%2C1173
4. 譚肇康。 (1954年)。〈五十年來香港建築工程回憶錄〉，《香港建造商會年刊》。香港：香港建造商會。頁50。取自譚氏家譜專頁 https://sites.google.com/yahoo.com.hk/tamfamily/tam-shiu-hong-tbcahk-%E8%AD%9A%E8%82%87%E5%BA%B7%E8%88%87%E9%A6%99%E6%B8%AF%E5%BB%BA%E9%80%A0%E5%95%86%E6%9C%83/memoir-of-50-years-of-construction-history-in-hk?authuser=0
5. E.P.Minett. (1930). A review of the Water Supplies of Hong Kong. Transactions of The Royal Society of Tropical Medicine and Hygiene. 3-4.
6. 〈有關方面解釋六點：本港水塘滿溢 未解水禁原因 因濾水量未能應付全日供應〉(1950年6月23日)，《華僑日報》，頁5。 取自 https://mmis.hkpl.gov.hk//c/portal/cover?c=QF757YsWv58JCjtBMMIqoivUNh%2BPDT4X