我们可以做什么我们的饮用水问题?

我们的饮用水系统是一个灾难。 我们可以做什么?

在发达国家的人打开水龙头和安全的饮用水流,他们往往想当然一个戏剧性的健康益处。 自满情绪在去年急剧破坏,当孩子在密歇根州弗林特市,开始为铅中毒检测呈阳性,源被曝自来水。 但是弗林特不应该措手不及人; 实际上,水行业人士已经拉响警报多年。 在很多发达国家的水利基础设施建 70 100到几年前 并接近其使用寿命的终点。 美国水工程协会说,我们已经进入“置换时代”中,我们必须重建“的前几代遗留给我们水和污水处理系统。”大多数管道,这取决于他们的材料,并在其居住环境,有60的寿命来95年。 处理厂“的机械和电子元件可以起到15 25到几年。 如不及时升级,我们很可能会看到水质恶化,有铅或砷中毒及细菌和病毒污染事故多,增加渗漏水中断服务的数量,并导致代价高昂的紧急维修。

在2013土木工程师的美国社会 给美国的饮用水系统D的等级。 在整个美国,240,000爆水管了一年,即大约每两分钟。 每年,超过32十亿的处理后的水立方(41十亿立方码)都流失到世界各地的泄漏 - 足够的水来满足几乎400万人, 根据世界银行。 虽然在美国的饮用水仍然是相当安全的整体,与细菌或病毒污染定期使人生病。 在2011-2012,全国锯 32饮用水与水有关的疾病暴发,造成431案件疾病和14死亡据其疾病控制和预防中心。

升级在美国的饮用水管道的超过1万英里(1.6万公里) - 与其他水利基础设施一起 - 和扩展系统,以满足不断增长的人口的需求预计将耗资超过万亿$ 1在未来25年,根据AWWA。 尽管所需的财政投入是令人难以置信的,推迟升级,可能意味着从漏水的管道或过时的处理设施,服务中断,甚至更高的成本水质恶化:这是便宜得多,以防止泄漏,而不是事后修复发霉建筑物或水渍扣的道路。

要进行有针对性的分流,新的技术 - 传感器,智能电表和数据管理平台 - 正在帮助水管理人员就如何分配宝贵的资金和保持领先地位的问题作出知情决定。

“我们宣扬的资产管理。 不要只是更换 x 一年管道的百分比,“汤米福尔摩斯,AWWA的立法主任说。 “做你的系统的分析,并选择其中管道百分之2需要更换,而不是仅仅着眼于一个地理区域。 你想先在失败的边缘更换管道“。

科技阿森纳

有助于使这些战略决策是水表,它们将以高科技。 城市已经开始在客户的房子和企业安装智能电表测量水的使用。 由于先进的计量基础设施(在业务AMI已知的),可通过无线技术消耗的实时中心局水传输数据,它可以“告诉你的不仅仅是水的使用多了不少,”肯·汤普森,智能副主任水解决方案 CH2M总部设在科罗拉多州的一个全球性的工程公司,帮助城市规划升级水利基础设施,选择技术和设备集成到一个单一的管理体系。 汤普森说,AMI米可以通过发现异常的使用模式上找到客户的财产泄漏。 他们还可以在零上街上下管道破裂,从而产生吸力和打水了居民的房屋。 “如果你看到一个集群回流问题,有可能是那条街上管道断裂,”汤普森说。 利用这些数据,管理人员可以计算出断裂的位置,它损害附近的房屋和道路之前及时修复。

传感器是现代水利基础设施建设的另一个重要组成部分,用于检测两个泄漏和污染。 水直接通过传感器,其被设计以测量水的特定化学特性。 该传感器被包含在圆筒形的情况下,通常是由金属或塑料和8来12英寸长,可直接拧入配管。 缸体还包含用于数据收集和通信电子设备。 对于它的水管理系统,CH2M通常使用三种类型的传感器汤普森说。 饮用水有一个标准的化学剖面,所以传感器被设计被发现的偏差,而不是测试个人的污染物。 如果传感器旗失常,那警报水资源管理者试水,以确定变化的原因以及它是否危害公众健康。

“有成千上万的化合物,”汤普森说。 “你可以不看一切。”

汤普森说,CH2M的客户通常使用的传感器花费两三每千美元。 一个更大的效用一样,供应得克萨斯州达拉斯市,可能会使用到10 20传感器,他说,虽然一个非常小的一个服务几千人之一“可能会逃脱与一个或两个。”

在安大略省汉密尔顿的麦克马斯特大学的研究人员正在研究一种不同的方法,以水传感器技术 - 一个是大大便宜。 盖伊Yuyitung,麦克马斯特产业联络处执行主任说,大学的研究人员正在努力生产,围绕美国$ 10成本传感器。

Researchers被小型化传感器(约一个芝麻的尺寸),并使用低成本材料和制造方法实现这一戏剧性价格斜线。 “它的 像使用喷墨打印机的制造传感器而不是高度专业化制造,“Yuyitung说。 “他们减少,以便它可以大量廉价地制备的元件”。

麦克马斯特工程教授贾马尔德恩和他的团队,包括老乡工程教职员工拉贾Ghosh和拉维Selvaganapathy,相继开发 化学传感器,可以检测氯气和pH 饮用水中。 的基本材料的顶部,它们可以采用不同的化学接口,以便传感器可以测试各种污染的问题。 在未来,这种创新的传感器可能使这些技术更容易达到,特别是对小型供水设施。 在美国,社区水系统的百分之84.5比服务3,300人少。

由于传感器很便宜,可以无线通信,它们也可以被用来帮助确保尚未连接到市政水处理系统,如在加拿大的印度北部和农村原住民社区小,偏远的社区安全的饮用水。 新的水利基础设施是需要满足全球日益增长的人口的需求,但它的建成之前,甚至,社区可以从衡量其水质技术中受益。 生活过水格人可能使用传感器来测试他们的湖泊,河流或水井,以确定是否,比方说,天然产生的砷在他们的供水尖或上游的奶牛有一个最近的浴室休息。

系统管理

软件提供了优先升级到市政供水基础设施的另一个技术工具。 两个大玩家 微软的CityNextIBM的智慧城市,其中分析来自智能电表,传感器和其他来源的数据,以查明新兴泄漏和污染。

迈阿密 - 戴德县的公园系统,每年使用的水超过300万加仑(1.14十亿升),采用IBM的平台来检测水的消耗和调度公园管理人员违规检查出来。 “我们从字面上拯救月在寻找和反应所需要的那些修理,”杰克Kardys,迈阿密戴德县,公园,娱乐,开放空间部主任说。 该部门预计7 12到其美国每年$ 4万元水费储蓄个百分点。

CH2M还提供水公用事业系统管理平台,帮助运营商在解决问题的积极的,而不是被动汤普森说。 在2013,与美国环境保护署的资助,CH2M安装监测和应对系统在费城,纽约,达拉斯和旧金山。 尽管这些系统是为了保护饮用水从犯规动作,各城市正在使用他们每日的水质管理汤普森说。 CH2M已经完成对美国数十家大型供水系统和成千上万的世界各地的各种大小的系统,他说。

先前孤立的 - 水的流速,基础设施条件,水质 - 数据平台,真正的力量可以在信息中的一个位置的各种流汇集。

销售经理IBM智慧水管理苏立文说,这种系统可能更迅速地识别弗林特的铅危害。 “与火石问题的部分原因是没有真正的知名度,”他说。 “有信息的口袋,但问题并没有真正映入眼帘,直到沿线的更远。”

“治公民像传感器,”作为沙利文的说法,是在发展中国家特别受欢迎。像IBM公司和CH2M的数据平台可以结合其他突出的信息,以及,如在一定的区域中的材料和管道的年龄和在本地环境中的预期寿命。 他们还可以近乎实时地标志问题时,客户来电关于在特定区域泄漏或改变水质超过基线的阈值。

依托客户的目光在地面上并不新鲜。 该1993 隐孢子虫 在密尔沃基的爆发400,000生病人们最初被标记时称为公共卫生官员一个当地的药店,称它无法跟上易蒙停在股票,汤普森说。

人的反馈对于还没有智能仪表或传感器的系统尤其重要。 “治公民像传感器,”作为沙利文的说法,是在发展中国家特别受欢迎。 在南非,人们测试称为IBM赞助的应用 WaterWatchers 这使他们能够通过他们的手机像报告泄漏,污染或流阻塞问题沙利文说。

在资金问题

虽然智能技术可以帮助自来水公司做出在哪里度过的资金投入美元,潜在的节省资金整体更精明的决策,还是有哪里得到1的$万亿AWWA预测,我们需要修复疲弱美国饮用水基础设施的问题在接下来的四分之一个世纪。

在美国,联邦,州和地方政府花 美国对水利基础设施$十亿109 (包括供水和污水处理设施以及饮用水处理和交付)在2014,根据国会预算办公室。 那只是三分之一 - 约为$ 36十亿 - 是资本投资,如新的管道或更新的饮用水处理设施。

这样的美元主要来自当地水资源费,免税市政债券和美国环保署的清洁水周转国家基金,分配 $ 863万美元赠款 为财年2016饮用水设施的国家。 国会建立在2014一个新的低利率贷款计划,但尚未拨钱。

钱这些池是不够的。 为了达到1万亿$的投资,美国将需要$ 400十亿每年花费美国的平均值。 美国$ 36十亿资本投资相差甚远。

最终,客户可能将不得不支付更多的水,使反过来公用事业得到他们需要更换老化的基础设施的资金。通过公私合作伙伴关系的私人投资是挣扎直辖市可能的路径,根据跨国专业服务公司 EY,战胜两场显著障碍。 企业通常都回避了水利基础设施投资了,因为水务部门的严格管制和保守的变化,因为人们的健康受到威胁。 和人权活动分子长期以来一直关注的是,卷入水中分娩企业将导致价格太高穷人,一个无法维持的局面时,水是生命的关键。 然而,对输水私人投资的趋势向前迈进了一步三月22,世界水日,在白宫水峰会上宣布,超过150公司私人资金承诺$ 4十亿提高美国的水利基础设施。

最终,客户将可能不得不 支付更多的水 所以反过来公用事业有资金,他们需要更换老化的基础设施。 按照AWWA,大多数美国人支付少于$ 3.75交付给他们的水龙头的水每加仑1,000。 汤米·霍姆斯,AWWA的立法主任说,大大低估了安全的饮用水。 “人们有这样的想法是因为水是从天上掉下来一个自然发生​​的事情,它不应该是昂贵的,”他说。 “但大自然不会收集水,把它与通过管道提供它。 人们这样做,他们需要支付。“ 查看Ensia主页

关于作者

总部设在旧金山,独立记者埃丽卡·吉斯目前居住在巴黎。 她写的是科学和环境,特别是能源和水,为 纽约时报,国际先驱论坛报,福布斯,有线新闻 和其他网点。

相关图书:

这篇文章最初出现在Ensia