我們可以做什麼我們的飲用水問題?

我們的飲用水系統是一個災難。 我們可以做什麼?

在發達國​​家的人打開水龍頭和安全的飲用水流,他們往往想當然一個戲劇性的健康益處。 自滿情緒在去年急劇破壞,當孩子在密歇根州弗林特市,開始為鉛中毒檢測呈陽性,源被曝自來水。 但是弗林特不應該措手不及人; 實際上,水行業人士已經拉響警報多年。 在很多發達國家的水利基礎設施建 70 100到幾年前 並接近其使用壽命的終點。 美國水工程協會說,我們已經進入“置換時代”中,我們必須重建“的前幾代遺留給我們水和污水處理系統。”大多數管道,這取決於他們的材料,並在其居住環境,有60的壽命來95年。 處理廠“的機械和電子元件可以起到15 25到幾年。 如不及時升級,我們很可能會看到水質惡化,有鉛或砷中毒及細菌和病毒污染事故多,增加滲漏水中斷服務的數量,並導致代價高昂的緊急維修。

在2013土木工程師的美國社會 給美國的飲用水系統D的等級。 在整個美國,240,000爆水管了一年,即大約每兩分鐘。 每年,超過32十億的處理後的水立方(41十億立方碼)都流失到世界各地的洩漏 - 足夠的水來滿足幾乎400萬人, 根據世界銀行。 雖然在美國的飲用水仍然是相當安全的整體,與細菌或病毒污染定期使人生病。 在2011-2012,全國鋸 32飲用水與水有關的疾病暴發,造成431案件疾病和14死亡據其疾病控制和預防中心。

升級在美國的飲用水管道的超過1萬英里(1.6萬公里) - 與其他水利基礎設施一起 - 和擴展系統,以滿足不斷增長的人口的需求預計將耗資超過萬億$ 1在未來25年,根據AWWA。 儘管所需的財政投入是令人難以置信的,推遲升級,可能意味著從漏水的管道或過時的處理設施,服務中斷,甚至更高的成本水質惡化:這是便宜得多,以防止洩漏,而不是事後修復發霉建築物或水漬扣的道路。

要進行有針對性的分流,新的技術 - 傳感器,智能電錶和數據管理平台 - 正在幫助水管理人員就如何分配寶貴的資金和保持領先地位的問題作出知情決定。

“我們宣揚的資產管理。 不要只是更換 x 一年管道的百分比,“湯米福爾摩斯,AWWA的立法主任說。 “做你的系統的分析,並選擇其中管道百分之2需要更換,而不是僅僅著眼於一個地理區域。 你想先在失敗的邊緣更換管道“。

科技阿森納

有助於使這些戰略決策是水錶,它們將以高科技。 城市已經開始在客戶的房子和企業安裝智能電錶測量水的使用。 由於先進的計量基礎設施(在業務AMI已知的),可通過無線技術消耗的實時中心局水傳輸數據,它可以“告訴你的不僅僅是水的使用多了不少,”肯·湯普森,智能副主任水解決方案 CH2M總部設在科羅拉多州的一個全球性的工程公司,幫助城市規劃升級水利基礎設施,選擇技術和設備集成到一個單一的管理體系。 湯普森說,AMI米可以通過發現異常的使用模式上找到客戶的財產洩漏。 他們還可以在零上街上下管道破裂,從而產生吸力和打水了居民的房屋。 “如果你看到一個集群回流問題,有可能是那條街上管道斷裂,”湯普森說。 利用這些數據,管理人員可以計算出斷裂的位置,它損害附近的房屋和道路之前及時修復。

傳感器是現代水利基礎設施建設的另一個重要組成部分,用於檢測兩個洩漏和污染。 水直接通過傳感器,其被設計以測量水的特定化學特性。 該傳感器被包含在圓筒形的情況下,通常是由金屬或塑料和8來12英寸長,可直接擰入配管。 缸體還包含用於數據收集和通信電子設備。 對於它的水管理系統,CH2M通常使用三種類型的傳感器湯普森說。 飲用水有一個標準的化學剖面,所以傳感器被設計被發現的偏差,而不是測試個人的污染物。 如果傳感器旗失常,那警報水資源管理者試水,以確定變化的原因以及它是否危害公眾健康。

“有成千上萬的化合物,”湯普森說。 “你可以不看一切。”

湯普森說,CH2M的客戶通常使用的傳感器花費兩三每千美元。 一個更大的效用一樣,供應得克薩斯州達拉斯市,可能會使用到10 20傳感器,他說,雖然一個非常小的一個服務幾千人之一“可能會逃脫與一個或兩個。”

在安大略省漢密爾頓的麥克馬斯特大學的研究人員正在研究一種不同的方法,以水傳感器技術 - 一個是大大便宜。 蓋伊Yuyitung,麥克馬斯特產業聯絡處執行主任說,大學的研究人員正在努力生產,圍繞美國$ 10成本傳感器。

Researchers被小型化傳感器(約一個芝麻的尺寸),並使用低成本材料和製造方法實現這一戲劇性價格斜線。 “它的 像使用噴墨打印機的製造傳感器而不是高度專業化製造,“Yuyitung說。 “他們減少,以便它可以大量廉價地製備的元件”。

麥克馬斯特工程教授賈馬爾德恩和他的團隊,包括老鄉工程教職員工拉賈Ghosh和拉維Selvaganapathy,相繼開發 化學傳感器,可以檢測氯氣和pH 飲用水中。 的基本材料的頂部,它們可以採​​用不同的化學接口,以便傳感器可以測試各種污染的問題。 在未來,這種創新的傳感器可能使這些技術更容易達到,特別是對小型供水設施。 在美國,社區水系統的百分之84.5比服務3,300人少。

由於傳感器很便宜,可以無線通信,它們也可以被用來幫助確保尚未連接到市政水處理系統,如在加拿大的印度北部和農村原住民社區小,偏遠的社區安全的飲用水。 新的水利基礎設施是需要滿足全球日益增長的人口的需求,但它的建成之前,甚至,社區可以從衡量其水質技術中受益。 生活過水格人可能使用傳感器來測試他們的湖泊,河流或水井,以確定是否,比方說,天然產生的砷在他們的供水尖或上游的奶牛有一個最近的浴室休息。

系統管理

軟件提供了優先升級到市政供水基礎設施的另一個技術工具。 兩個大玩家 微軟的CityNextIBM的智慧城市,其中分析來自智能電錶,傳感器和其他來源的數據,以查明新興洩漏和污染。

邁阿密 - 戴德縣的公園系統,每年使用的水超過300萬加侖(X​​NUMX十億升),採用IBM的平台來檢測水的消耗和調度公園管理人員違規檢查出來。 “我們從字面上拯救月在尋找和反應所需要的那些修理,”傑克Kardys,邁阿密戴德縣,公園,娛樂,開放空間部主任說。 該部門預計1.14 7到其美國每年$ 12萬元水費儲蓄個百分點。

CH2M還提供水公用事業系統管理平台,幫助運營商在解決問題的積極的,而不是被動湯普森說。 在2013,與美國環境保護署的資助,CH2M安裝監測和應對系統在費城,紐約,達拉斯和舊金山。 儘管這些系統是為了保護飲用水從犯規動作,各城市正在使用他們每日的水質管理湯普森說。 CH2M已經完成對美國數十家大型供水系統和成千上萬的世界各地的各種大小的系統,他說。

先前孤立的 - 水的流速,基礎設施條件,水質 - 數據平台,真正的力量可以在信息中的一個位置的各種流匯集。

銷售經理IBM智慧水管理蘇立文說,這種系統可能更迅速地識別弗林特的鉛危害。 “與火石問題的部分原因是沒有真正的知名度,”他說。 “有信息的口袋,但問題並沒有真正映入眼簾,直到沿線的更遠。”

“治公民像傳感器,”作為沙利文的說法,是在發展中國家特別受歡迎。像IBM公司和CH2M的數據平台可以結合其他突出的信息,以及,如在一定的區域中的材料和管道的年齡和在本地環境中的預期壽命。 他們還可以近乎實時地標誌問題時,客戶來電關於在特定區域洩漏或改變水質超過基線的閾值。

依托客戶的目光在地面上並不新鮮。 該1993 隱孢子蟲 在密爾沃基的爆發400,000生病人們最初被標記時稱為公共衛生官員一個當地的藥店,稱它無法跟上易蒙停在股票,湯普森說。

人的反饋對於還沒有智能儀表或傳感器的系統尤其重要。 “治公民像傳感器,”作為沙利文的說法,是在發展中國家特別受歡迎。 在南非,人們測試稱為IBM贊助的應用 WaterWatchers 這使他們能夠通過他們的手機像報告洩漏,污染或流阻塞問題沙利文說。

在資金問題

雖然智能技術可以幫助自來水公司做出在哪裡度過的資金投入美元,潛在的節省資金整體更精明的決策,還是有哪裡得到1的$萬億AWWA預測,我們需要修復疲弱美國飲用水基礎設施的問題在接下來的四分之一個世紀。

在美國,聯邦,州和地方政府花 美國對水利基礎設施$十億109 (包括供水和污水處理設施以及飲用水處理和交付)在2014,根據國會預算辦公室。 那只是三分之一 - 約為$ 36十億 - 是資本投資,如新的管道或更新的飲用水處理設施。

這樣的美元主要來自當地水資源費,免稅市政債券和美國環保署的清潔水周轉國家基金,分配 $ 863萬美元贈款 為財年2016飲用水設施的國家。 國會建立在2014一個新的低利率貸款計劃,但尚未撥錢。

錢這些池是不夠的。 為了達到1萬億$的投資,美國將需要$ 400十億每年花費美國的平均值。 美國$ 36十億資本投資相差甚遠。

最終,客戶可能將不得不支付更多的水,使反過來公用事業得到他們需要更換老化的基礎設施的資金。通過公私合作夥伴關係的私人投資是掙扎直轄市可能的路徑,根據跨國專業服務公司 EY,戰勝兩場顯著障礙。 企業通常都迴避了水利基礎設施投資了,因為水務部門的嚴格管制和保守的變化,因為人們的健康受到威脅。 和人權活動分子長期以來一直關注的是,捲入水中分娩企業將導致價格太高窮人,一個無法維持的局面時,水是生命的關鍵。 然而,對輸水私人投資的趨勢向前邁進了一步三月22,世界水日,在白宮水峰會上宣布,超過150公司私人資金承諾$ 4十億提高美國的水利基礎設施。

最終,客戶將可能不得不 支付更多的水 所以反過來公用事業有資金,他們需要更換老化的基礎設施。 按照AWWA,大多數美國人支付少於$ 3.75交付給他們的水龍頭的水每加侖1,000。 湯米·霍姆斯,AWWA的立法主任說,大大低估了安全的飲用水。 “人們有這樣的想法是因為水是從天上掉下來一個自然發生的事情,它不應該是昂貴的,”他說。 “但大自然不會收集水,把它與通過管道提供它。 人們這樣做,他們需要支付。“ 查看Ensia主頁

關於作者

總部設在舊金山,獨立記者埃麗卡·吉斯目前居住在巴黎。 她寫的是科學和環境,特別是能源和水,為 紐約時報,國際先驅論壇報,福布斯,有線新聞 和其他網點。

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