Apa yang boleh kita lakukan mengenai masalah air minuman kita?

sistem air minuman kami adalah bencana. Apa yang boleh kita lakukan?

Orang-orang di negara-negara maju menghidupkan paip dan aliran air minuman yang selamat, manfaat kesihatan dramatik mereka cenderung untuk mengambil mudah. puas hati yang mendadak terganggu tahun lalu apabila kanak-kanak di Flint, Michigan, mula menguji positif untuk keracunan plumbum dan sumber telah dikesan kepada air paip. Tetapi Flint tidak sepatutnya mengambil sesiapa terkejut; sebenarnya, profesional industri air telah membunyikan amaran selama bertahun-tahun. Banyak infrastruktur air di negara maju telah dibina 70 untuk 100 tahun yang lalu dan hampir akhir hayat. Persatuan Water Works Amerika berkata kita telah memasuki "era penggantian," di mana kita mesti membina semula "air dan air sisa sistem diwariskan kepada kita oleh generasi terdahulu." Kebanyakan paip, bergantung kepada bahan-bahan dan persekitaran di mana mereka tinggal, mempunyai jangka hayat 60 untuk 95 tahun. loji rawatan 'komponen mekanikal dan elektrik boleh berkhidmat 15 untuk 25 tahun. Tanpa peningkatan yang cepat, kami mungkin melihat kemerosotan kualiti air, dengan lebih banyak insiden plumbum atau keracunan arsenik dan pencemaran bakteria dan virus, dan meningkatkan bilangan kebocoran mengganggu perkhidmatan air dan membawa kepada pembaikan kecemasan mahal.

Dalam 2013 American Society of Civil Engineers memberikan sistem air minum US gred D. Di seluruh Amerika Syarikat, saluran air 240,000 pecah setahun, atau kira-kira satu setiap dua minit. Setiap tahun, lebih daripada 32 bilion meter padu (41 bilion ela padu) air terawat hilang kepada kebocoran di seluruh dunia - air yang cukup untuk berkhidmat hampir 400 juta orang, menurut Bank Dunia. Dan walaupun minum air di Amerika Syarikat masih agak selamat keseluruhan, pencemaran bakteria atau virus kerap membuat orang sakit. Dalam 2011-2012, negara menyaksikan 32 minum berkaitan air wabak penyakit, menyebabkan 431 kes penyakit dan kematian 14, Menurut Centers bagi Kawalan dan Pencegahan Penyakit.

Menaik taraf lebih daripada 1 juta batu (1.6 juta kilometer) minum paip air di Amerika Syarikat - bersama-sama dengan infrastruktur air yang lain - dan mengembangkan sistem untuk memenuhi keperluan penduduk yang semakin meningkat dijangka menelan belanja lebih AS $ 1 trilion dalam tempoh yang akan datang 25 tahun, menurut AWWA. Walaupun pelaburan kewangan yang diperlukan adalah sukar dibayangkan, meletakkan off upgrade boleh bermakna kualiti air dihina dari paip bocor atau kemudahan rawatan ketinggalan zaman, gangguan perkhidmatan dan kos yang lebih tinggi: Ia lebih murah untuk mengelakkan kebocoran daripada untuk menetapkan kerosakan air kemudian di bangunan berkulat atau jalan lengkokan.

Untuk melaksanakan triage yang disasarkan, teknologi baru - sensor, meter pintar dan platform pengurusan data - yang membantu pengurus air untuk membuat keputusan tentang bagaimana untuk memperuntukkan dana berharga dan berada di hadapan masalah.

"Kami mengajar pengurusan aset. Jangan hanya menggantikan x peratus daripada paip setahun, "kata Tommy Holmes, pengarah perundangan AWWA. "Adakah analisis sistem anda dan memilih yang 2 peratus daripada paip perlu diganti, bukan hanya memberi tumpuan kepada kawasan geografi. Anda mahu untuk menggantikan paip di ambang kegagalan pertama. "

Tech Arsenal

Membantu untuk menjadikan keputusan strategik adalah meter air, yang akan berteknologi tinggi. Bandar mula memasang meter pintar di rumah-rumah dan perniagaan pelanggan untuk mengukur penggunaan air. Kerana infrastruktur meter maju (dikenali dalam perniagaan sebagai AMI) boleh menghantar data mengenai air yang digunakan melalui teknologi wayarles untuk pejabat pusat dalam masa sebenar, ia boleh "memberitahu anda lebih banyak daripada sekadar penggunaan air," kata Ken Thompson, Timbalan Pengarah pintar penyelesaian air CH2M, Sebuah syarikat kejuruteraan global yang berpangkalan di Colorado yang membantu peningkatan majlis perbandaran rancangan untuk infrastruktur air, memilih teknologi dan mengintegrasikan peralatan ke dalam sistem pengurusan tunggal. Thompson berkata bahawa AMI meter boleh mencari kebocoran pada harta pelanggan dengan mengesan corak penggunaan yang luar biasa. Mereka juga boleh sifar di atas rehat saluran paip di bawah jalan, yang mewujudkan sedutan dan menimba air dari rumah penduduk. "Jika anda melihat kelompok dengan masalah pengaliran balik, ada mungkin seketika saluran paip di jalan itu," kata Thompson. Dengan menggunakan data itu, pengurus boleh mengira lokasi rehat dan memperbaikinya segera sebelum ia merosakkan rumah-rumah dan jalan raya berdekatan.

Sensor adalah satu lagi komponen utama infrastruktur air moden, digunakan untuk mengesan kedua-dua kebocoran dan pencemaran. Air pas terus di atas sensor, yang bertujuan untuk mengukur ciri-ciri kimia tertentu dari air. sensor itu terkandung dalam satu kes silinder, biasanya diperbuat daripada logam atau plastik dan 8 untuk 12 inci panjang, yang boleh skru terus ke dalam paip. silinder juga mengandungi elektronik untuk pengumpulan data dan komunikasi. Bagi sistem pengurusan air, CH2M biasanya menggunakan tiga jenis sensor, kata Thompson. air minuman mempunyai profil kimia standard, jadi sensor yang direka untuk mengesan penyelewengan, bukannya ujian bagi bahan pencemar individu. Jika sensor flag penyimpangan, bahawa pengurus alert air untuk menguji air untuk menentukan punca perubahan dan sama ada ia berbahaya kepada kesihatan awam.

"Terdapat beratus-ratus beribu-ribu sebatian," kata Thompson. "Anda tidak boleh melihat segala-galanya."

Sensor pelanggan CH2M kita gunakan biasanya kos beberapa ribu dolar setiap satu, kata Thompson. A utiliti yang lebih besar seperti yang berfungsi Dallas, Texas, mungkin menggunakan 10 kepada sensor 20, dia berkata, manakala seorang yang benar-benar kecil yang disediakan untuk beberapa ribu orang "mungkin terlepas satu atau dua."

Pada McMaster University di Hamilton, Ontario, penyelidik sedang berusaha pendekatan yang berbeza untuk teknologi sensor air - yang adalah jauh lebih murah. Gay Yuyitung, Pengarah Eksekutif Pejabat Perhubungan McMaster Industri, kata penyelidik universiti sedang berusaha untuk menghasilkan sensor yang menelan belanja kira-kira AS $ 10.

Researchers sedang mencapai ini slash harga dramatik dengan miniaturizing sensor (kepada kira-kira sebesar biji bijan) dan menggunakan bahan kos rendah dan kaedah pembuatan. "Ia seperti reka sensor menggunakan pencetak dakwat jet berbanding dengan perkilangan yang khusus, "kata Yuyitung. "Mereka mengurangkan komponen supaya ia boleh besar-besaran murah."

McMaster kejuruteraan profesor Jamal Deen dan pasukannya, termasuk ahli-ahli fakulti rakan kejuruteraan Raja Ghosh dan Ravi Selvaganapathy, telah membangunkan sensor kimia yang boleh mengesan klorin dan pH dalam air minuman. Selain daripada bahan asas, mereka boleh memohon antara muka kimia yang berbeza supaya sensor boleh menguji untuk pelbagai isu-isu pencemaran. Pada masa akan datang, inovasi ini dalam sensor mungkin membuat teknologi ini jangkauan yang lebih mudah, terutamanya untuk utiliti air kecil. Di Amerika Syarikat, 84.5 peratus daripada sistem air masyarakat berkhidmat kurang daripada 3,300 orang.

Kerana sensor yang murah dan boleh berkomunikasi tanpa wayar, mereka juga boleh digunakan untuk membantu memastikan air minuman yang selamat dalam, komuniti kecil jauh tidak lagi dihubungkan dengan sistem rawatan air perbandaran, seperti Bangsa-Bangsa Pertama komuniti di utara Kanada atau kampung-kampung luar bandar di India. infrastruktur air baru diperlukan untuk memenuhi keperluan penduduk yang semakin meningkat di seluruh dunia, tetapi sebelum ia dibina, masyarakat boleh mendapat manfaat daripada teknologi yang mengukur kualiti air mereka. Orang yang tinggal di luar grid air mungkin menggunakan sensor untuk menguji tasik, sungai atau baik untuk menentukan sama, berkata, berlaku secara semulajadi arsenik berduri dalam bekalan air mereka atau lembu mempunyai rehat bilik mandi baru-baru ini ke hulu.

Management Systems

Software menawarkan satu lagi alat teknologi untuk mengutamakan peningkatan kepada perbandaran infrastruktur bekalan air. Dua pemain besar adalah Microsoft CityNext dan Smarter Cities IBM, Yang menganalisis data dari meter pintar, sensor dan sumber-sumber lain untuk menentukan kebocoran baru muncul dan pencemaran.

sistem taman Miami-Dade County, yang menggunakan lebih daripada 300 juta gelen (1.14 bilion liter) air setiap tahun, menggunakan platform IBM untuk mengesan penyelewengan dalam penggunaan air dan taman penghantaran pengurus untuk memeriksa mereka keluar. "Kami menyelamatkan literal bulan dalam mencari dan bertindak balas kepada mereka pembaikan yang diperlukan," kata Jack Kardys, pengarah Miami-Dade County, Taman, Rekreasi dan Jabatan Tanah Lapang. Jabatan itu menjangkakan 7 untuk 12 simpanan peratus pada $ 4 juta bil air di Amerika Syarikat setiap tahun.

CH2M juga menyediakan utiliti air dengan platform sistem pengurusan yang membantu pengendali proaktif dalam menyelesaikan masalah, bukannya reaktif, kata Thompson. Dalam 2013, dengan pembiayaan Amerika Syarikat Agensi Perlindungan Alam Sekitar, CH2M dipasang pengawasan dan tindak balas sistem di Philadelphia, New York, Dallas dan San Francisco. Walaupun sistem telah dicipta untuk melindungi air minuman dari unsur jenayah, bandar-bandar menggunakan mereka untuk pengurusan kualiti air yg terjadi setiap hari, kata Thompson. CH2M telah selesai kira-kira sedozen sistem air yang besar di Amerika Syarikat dan beribu-ribu sistem pelbagai saiz di seluruh dunia, katanya.

Kekuatan sebenar platform data membawa bersama-sama dalam satu lokasi pelbagai aliran maklumat - kadar aliran air, keadaan infrastruktur, kualiti air - yang silo sebelumnya.

Michael Sullivan, pengurus jualan bagi IBM Smarter Pengurusan Air, berkata sistem tersebut boleh mengenal pasti bahaya plumbum Flint lebih cepat. "Sebahagian daripada masalah dengan Flint adalah tidak ada penglihatan yang sebenar," katanya. "Terdapat poket maklumat, tetapi masalah itu tidak benar-benar datang ke dalam pandangan sehingga lebih jauh sepanjang garis."

"Merawat rakyat seperti sensor," seperti Sullivan meletakkannya, amat popular di negara-negara membangun.platform data seperti IBM dan CH2M boleh menggabungkan maklumat penting lain juga, seperti bahan dan usia paip di kawasan tertentu dan jangka hayat mereka diunjurkan dalam persekitaran tempatan. Mereka juga boleh masalah bendera dalam masa sebenar berhampiran apabila pelanggan panggilan mengenai kebocoran atau kualiti air diubah dalam kawasan tertentu melebihi ambang asas.

Bergantung kepada mata pelanggan di atas tanah bukanlah sesuatu yang baru. The 1993 Cryptosporidium parvum wabak di Milwaukee yang jatuh sakit 400,000 orang pada mulanya ditandai apabila farmasi tempatan yang dikenali sebagai pegawai kesihatan awam, berkata ia tidak boleh terus Imodium dalam stok, Thompson berkata.

maklum balas manusia adalah penting terutamanya untuk sistem yang tidak lagi mempunyai meter pintar atau sensor. "Merawat rakyat seperti sensor," seperti Sullivan meletakkannya, amat popular di negara-negara membangun. Di Afrika Selatan, orang diuji aplikasi IBM ditaja dipanggil WaterWatchers yang membolehkan mereka melaporkan isu-isu seperti kebocoran, pencemaran atau halangan aliran melalui telefon mudah alih mereka, kata Sullivan.

Pembiayaan Soalan

Walaupun teknologi pintar boleh membantu utiliti air membuat keputusan yang lebih bijak tentang di mana untuk membelanjakan dana pelaburan modal, berpotensi menjimatkan wang keseluruhan, masih ada persoalan di mana untuk mendapatkan $ 1 trilion yang AWWA meramalkan kami akan perlu untuk menetapkan sakit US minum infrastruktur air lebih suku abad akan datang.

Di Amerika Syarikat, kerajaan persekutuan, negeri dan tempatan yang dibelanjakan US $ 109 bilion pada infrastruktur air (Termasuk bekalan air dan kemudahan rawatan kumbahan serta rawatan air minuman dan penghantaran) dalam 2014, menurut Pejabat Bajet Kongres. Hanya satu pertiga daripada itu - kira-kira US $ 36 bilion - adalah untuk pelaburan modal seperti paip baru atau kemudahan rawatan air minuman dikemaskini.

dolar itu datang terutamanya daripada yuran air tempatan, bon perbandaran dikecualikan cukai dan Tabung Pusingan Clean Air Negeri EPA, yang diperuntukkan $ 863 juta geran ke negeri-negeri untuk minum kemudahan air dalam tahun fiskal 2016. Kongres mencipta satu program pinjaman faedah yang rendah baru di 2014 tetapi belum diperuntukkan wang untuk itu.

Takung wang yang tidak mencukupi. Untuk mencapai $ 1 trilion dalam pelaburan, Amerika Syarikat akan perlu membelanjakan purata US $ 400 bilion setiap tahun. AS $ 36 bilion untuk pelaburan modal jatuh jauh.

Akhirnya, pelanggan mungkin perlu membayar lebih untuk air supaya utiliti seterusnya mempunyai dana yang mereka perlukan untuk menggantikan penuaan infrastruktur.Pelaburan swasta melalui perkongsian awam-swasta adalah jalan mungkin untuk bergelut majlis perbandaran, menurut firma perkhidmatan profesional multinasional EY, Walaupun dua halangan yang ketara. Perniagaan telah biasanya mengelak daripada pelaburan infrastruktur air kerana sektor air adalah sangat dikawal selia dan konservatif perubahan kerana kesihatan rakyat yang dipertaruhkan. Dan aktivis hak asasi manusia telah lama bimbang bahawa mendapatkan syarikat-syarikat yang terlibat dalam penghantaran air akan membawa kepada harga terlalu tinggi bagi orang-orang miskin, keadaan yang tidak dapat dipertahankan apabila air adalah penting untuk kehidupan. Walau bagaimanapun, trend ke arah pelaburan swasta dalam penghantaran air mengambil satu langkah ke hadapan Mac 22, Hari Air Sedunia, apabila Sidang Kemuncak Air White House mengumumkan bahawa syarikat-syarikat lebih daripada 150 komited $ 4 bilion dalam bentuk wang swasta untuk meningkatkan US infrastruktur air.

Akhirnya, pelanggan mungkin perlu membayar lebih untuk air supaya utiliti seterusnya mempunyai dana yang mereka perlukan untuk menggantikan penuaan infrastruktur. Menurut AWWA, kebanyakan rakyat Amerika membayar kurang daripada $ 3.75 untuk setiap gelen 1,000 air dihantar ke paip mereka. Tommy Holmes, pengarah perundangan AWWA, mengatakan bahawa air minuman yang jauh undervalues ​​selamat. "Orang ramai mempunyai idea ini bahawa kerana air adalah satu perkara yang semula jadi yang jatuh dari langit, ia tidak seharusnya menjadi mahal," katanya. "Tetapi Ibu Alam tidak mengumpul air, merawat dan menyampaikan melalui paip. Orang berbuat demikian, dan mereka perlu dibayar. " laman View Ensia

Tentang Pengarang

Yang berpangkalan di San Francisco, wartawan bebas Erica Gies kini tinggal di Paris. Beliau menulis tentang sains dan alam sekitar, terutamanya tenaga dan air, untuk New York Times, International Herald Tribune, Forbes, Wired News dan kedai-kedai lain.

Tempah berkaitan:

Public Budgeting Systems

Mengenai Penulis Robert D. Lee Jr.
Binding: Paperback
Publisher: Jones & Bartlett Pembelajaran
Senarai harga: $ 124.95
Tawaran - Beli Baru Dari: $ 62.30 Digunakan Dari: $ 58.98
Buy Now


Minum Systems Pengagihan Air: Menilai dan Mengurangkan Risiko

Mengenai Penulis Jawatankuasa Bekalan Air Awam Distribution Systems: Menilai dan Mengurangkan Risiko
Binding: Paperback
Publisher: Akhbar Kebangsaan Academies
Senarai harga: $ 69.00
Tawaran - Beli Baru Dari: $ 48.91 Digunakan Dari: $ 48.91
Buy Now


Cipta Oasis dengan Greywater: Memilih, Bangunan, dan Menggunakan Greywater Systems, Termasuk branched Drains

Mengenai Penulis Art Ludwig
Binding: Paperback
Publisher: Oasis Design
Senarai harga: $ 20.95
Tawaran - Beli Baru Dari: $ 12.95 Digunakan Dari: $ 10.96
Buy Now


Artikel ini pada asalnya muncul di Ensia