Những gì chúng ta có thể làm gì về vấn đề nước uống của chúng ta?

hệ thống nước uống của chúng tôi là một thảm họa. chúng ta có thể làm gì?

Người dân ở các nước phát triển bật vòi nước và lưu lượng nước uống an toàn, một lợi ích sức khỏe đáng kể họ có xu hướng đưa cho các cấp. tự mãn rằng đã bị gián đoạn đáng kể từ năm ngoái khi trẻ em ở Flint, Michigan, bắt đầu thử nghiệm dương tính với nhiễm độc chì và các nguồn đã được truy nguồn từ nước máy. Nhưng Flint không nên đưa bất cứ ai bất ngờ; trên thực tế, các chuyên gia ngành công nghiệp nước đã được gióng lên cảnh báo trong nhiều năm. Phần lớn các cơ sở hạ tầng nước ở các nước phát triển đã được xây dựng 70 để 100 năm trước và gần hết thời gian sử dụng của nó. Hiệp hội Công trình nước Mỹ nói rằng chúng ta đã bước vào "kỷ nguyên thay thế," trong đó chúng ta phải xây dựng lại "hệ thống nước thải và thoát nước để lại cho chúng tôi bằng các thế hệ trước đó." Hầu hết các đường ống, phụ thuộc vào vật liệu của họ và môi trường mà họ cư trú, có tuổi thọ của 60 để 95 năm. thành phần cơ khí và điện nhà máy xử lý 'có thể phục vụ 15 để 25 năm. Nếu không nâng cấp nhanh chóng, chúng tôi có khả năng nhìn thấy suy giảm chất lượng nước, với nhiều sự cố chì hoặc ngộ độc asen và ô nhiễm vi khuẩn và virus, và số lượng rò rỉ làm gián đoạn dịch vụ nước ngày càng tăng và dẫn đến sửa chữa khẩn cấp tốn kém.

Trong 2013 Hội Kỹ sư dân dụng của Mỹ cho hệ thống nước uống Mỹ đạt điểm D. Khắp nước Mỹ, 240,000 ống nước vỡ một năm, hoặc khoảng một hai phút. Mỗi năm, hơn 32 tỷ mét khối (41 tỷ thước khối) nước sau xử lý bị mất để rò rỉ trên toàn thế giới - đủ nước để phục vụ gần như 400 triệu người, Theo Ngân hàng Thế giới. Và mặc dù nước uống tại Hoa Kỳ vẫn khá an toàn tổng thể, nhiễm vi khuẩn hoặc virus thường xuyên làm cho người bệnh. Trong 2011-2012, các quốc gia đã thấy 32 uống dịch bệnh nước liên quan, gây 431 trường hợp bệnh và tử vong 14Theo Trung tâm của nó kiểm soát và ngăn ngừa dịch bệnh.

Nâng cấp hơn 1 triệu dặm (1.6 triệu km) của ống dẫn nước uống ở Mỹ - cùng với cơ sở hạ tầng nước khác - và mở rộng hệ thống để đáp ứng nhu cầu của một gia tăng dân số dự kiến ​​chi phí nhiều hơn 1 nghìn tỷ $ Mỹ trong tiếp theo 25 năm, theo AWWA. Mặc dù đầu tư tài chính bắt buộc là tâm-boggling, hoãn nâng cấp có thể có nghĩa là chất lượng nước bị suy thoái từ đường ống bị rò rỉ hoặc các cơ sở điều trị đã lỗi thời, bị gián đoạn dịch vụ và chi phí cao hơn: Đó là rẻ hơn nhiều để ngăn chặn rò rỉ hơn để sửa chữa thiệt hại nước sau đó trong các tòa nhà bị mốc hoặc đường vênh.

Để thực hiện phân loại mục tiêu, công nghệ mới - cảm biến, thiết bị đo thông minh và nền tảng quản lý dữ liệu - đang giúp các nhà quản lý nước để đưa ra quyết định về cách thức phân bổ nguồn vốn quý và ở phía trước của các vấn đề.

"Chúng tôi rao giảng quản lý tài sản. Không chỉ thay thế x phần trăm của ống một năm, "Tommy Holmes, giám đốc pháp lý của AWWA nói. "Làm một phân tích hệ thống của bạn và chọn 2 trăm ống cần phải được thay thế, thay vì chỉ tập trung vào một khu vực địa lý. Bạn muốn thay thế đường ống trên bờ vực của sự thất bại đầu tiên. "

Tech Arsenal

Giúp đỡ để làm cho các quyết định chiến lược là hồ nước, trong đó sẽ công nghệ cao. Các thành phố đang bắt đầu để lắp đặt công tơ thông minh tại nhà và doanh nghiệp của khách hàng để đo lường sử dụng nước. Bởi vì cơ sở hạ tầng đồng hồ cao cấp (được biết đến trong kinh doanh như AMI) có thể truyền tải dữ liệu về nước tiêu thụ thông qua công nghệ không dây cho các văn phòng trung tâm trong thời gian thực, nó có thể "cho bạn biết nhiều hơn chỉ sử dụng nước," Ken Thompson, phó giám đốc thông minh nói giải pháp cho nước CH2M, Một công ty kỹ thuật toàn cầu có trụ sở tại Colorado giúp nâng cấp kế hoạch đô thị cơ sở hạ tầng nước, lựa chọn công nghệ và tích hợp thiết bị thành một hệ thống quản lý duy nhất. Thompson nói rằng AMI mét có thể tìm chỗ rò rỉ trên tài sản của khách hàng bằng đốm mô hình sử dụng bình thường. Họ cũng có thể không ở trên vỡ đường ống dưới đường phố, mà tạo ra hút và rút nước ra khỏi ngôi nhà của người dân. "Nếu bạn nhìn thấy một cluster với một vấn đề chảy ngược, có lẽ là một phá vỡ đường ống trên đường phố", Thompson nói. Sử dụng dữ liệu đó, các nhà quản lý có thể tính toán vị trí của giờ nghỉ và sửa chữa kịp thời trước khi nó thiệt hại nhà cửa và con đường gần đó.

Cảm biến là một thành phần quan trọng của cơ sở hạ tầng nước hiện đại, được sử dụng để phát hiện cả rò rỉ và ô nhiễm. Nước đi trực tiếp trên các cảm biến, được thiết kế để đo lường các đặc tính hóa học cụ thể của nước. Các cảm biến được chứa trong một vụ án hình trụ, thường được làm bằng kim loại hoặc nhựa và 8 để 12 inches dài, mà có thể vít trực tiếp vào một đường ống. Các xi lanh cũng chứa thiết bị điện tử để thu thập và truyền dữ liệu. Đối với hệ thống quản lý nước của nó, CH2M thường sử dụng ba loại cảm biến, Thompson nói. Uống nước có một hồ sơ cá nhân hóa tiêu chuẩn, do các cảm biến được thiết kế để phát sai lệch, chứ không phải là kiểm tra các chất ô nhiễm cá nhân. Nếu các cảm biến cờ một sai lầm, các nhà quản lý cảnh báo nước để thử nghiệm các nước để xác định nguyên nhân của sự thay đổi và liệu nó có hại cho sức khỏe cộng đồng.

"Có hàng trăm hàng ngàn hợp chất", Thompson nói. "Bạn không thể nhìn vào tất cả mọi thứ."

Các cảm biến khách hàng CH2M của sử dụng thường có giá vài ngàn đô la mỗi, Thompson nói. Một tiện ích lớn hơn như một trong đó phục vụ Dallas, Texas, có thể sử dụng để 10 cảm biến 20, ông nói, trong khi một ai thực sự nhỏ phục vụ vài ngàn người "có thể nhận được ngay với một hoặc hai."

Tại trường Đại học McMaster ở Hamilton, Ontario, các nhà nghiên cứu đang làm việc trên một cách tiếp cận khác nhau để công nghệ cảm biến nước - một trong đó là bao la rẻ hơn. Gay Yuyitung, giám đốc điều hành của Văn phòng Liên lạc McMaster Công nghiệp, cho biết các nhà nghiên cứu trường đại học đang làm việc để sản xuất bộ cảm biến có giá khoảng US $ 10.

Researchers đang đạt được slash giá kịch này bởi miniaturizing các bộ cảm biến (để về kích thước của một hạt mè) và sử dụng vật liệu chi phí thấp và phương pháp sản xuất. "Đó là như chế tạo cảm biến sử dụng một máy in phun mực như trái ngược với sản xuất chuyên môn cao, "Yuyitung nói. "Họ đang làm giảm các thành phần sao cho nó có thể được sản xuất hàng loạt với giá rẻ."

McMaster giáo sư Jamal Deen và nhóm của ông, bao gồm các giảng viên kỹ thuật viên Raja Ghosh và Ravi Selvaganapathy, đã phát triển cảm biến hóa học có thể phát hiện clo và pH trong nước uống. Ngày đầu của vật liệu cơ bản, họ có thể áp dụng các giao diện hóa học khác nhau nên các cảm biến có thể kiểm tra một loạt các vấn đề ô nhiễm. Trong tương lai, sự đổi mới này trong các cảm biến có thể làm cho các công nghệ này một tiếp cận dễ dàng hơn, đặc biệt là cho các tiện ích nước nhỏ. Tại Mỹ, 84.5 phần trăm của các hệ thống nước công cộng phục vụ ít hơn những người 3,300.

Vì các cảm biến này có giá rẻ và có thể giao tiếp không dây, họ cũng có thể được sử dụng để giúp đảm bảo nguồn nước uống an toàn trong cộng đồng nhỏ, từ xa chưa được kết nối với một hệ thống xử lý nước thành phố, như các cộng đồng quốc gia đầu tiên ở phía bắc của Canada hoặc các vùng nông thôn ở Ấn Độ. cơ sở hạ tầng nước mới là cần thiết để đáp ứng các nhu cầu của dân số tăng trên toàn thế giới, nhưng ngay cả trước khi nó được xây dựng, cộng đồng có thể được hưởng lợi từ công nghệ đo lường chất lượng nước của họ. Những người sống ra khỏi lưới điện nước có thể sử dụng các cảm biến để kiểm tra hồ, suối hoặc cũng để xác định xem, nói, tự nhiên asen tăng vọt trong nguồn cung cấp nước hoặc bò đã có một break tắm gần đây ở thượng nguồn.

Quản lý hệ thống

Phần mềm cung cấp một công cụ công nghệ ưu tiên nâng cấp cơ sở hạ tầng cấp nước đô thị. Hai cầu thủ lớn là CityNext của MicrosoftSmarter Cities của IBM, Trong đó phân tích dữ liệu từ công tơ thông minh, cảm biến và các nguồn khác để xác định rò rỉ mới nổi và ô nhiễm.

hệ thống công viên Miami-Dade County, trong đó sử dụng nhiều hơn 300 triệu gallon (1.14 tỷ lít) nước mỗi năm, đang sử dụng nền tảng của IBM để phát hiện sai phạm trong quản lý tiêu thụ nước và công viên văn để kiểm tra xem chúng ra. "Chúng tôi đang tiết kiệm nghĩa tháng trong việc tìm kiếm và phản ứng với những sửa chữa cần thiết," Jack Kardys, giám đốc của Miami-Dade County, Công viên, khu giải trí, và Cục Không gian mở cho biết. Các bộ phận dự đoán 7 để 12 tiết kiệm phần trăm trên $ 4 triệu tiền nước Mỹ hàng năm.

CH2M cũng cung cấp các tiện ích nước với một nền tảng quản lý hệ thống giúp các nhà khai thác có thể chủ động giải quyết vấn đề, chứ không phải là phản ứng, Thompson nói. Trong 2013, với sự tài trợ Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ, CH2M lắp đặt hệ thống giám sát và phản ứng ở Philadelphia, New York, Dallas và San Francisco. Mặc dù hệ thống đã được hình thành để bảo vệ nước uống từ chơi hôi, các thành phố đang sử dụng chúng cho việc quản lý chất lượng nước thường ngày, Thompson nói. CH2M đã hoàn thành khoảng một chục hệ thống nước lớn ở Mỹ và hàng ngàn hệ thống của các kích cỡ khác nhau trên toàn thế giới, ông nói.

Sức mạnh thực sự của nền tảng dữ liệu được mang lại với nhau tại một địa điểm suối thông tin khác nhau - tốc độ dòng nước, điều kiện cơ sở hạ tầng, chất lượng nước - đó đều bị bưng bít trước đây.

Michael Sullivan, quản lý bán hàng cho IBM Quản lý nước thông minh hơn, nói hệ thống như vậy có thể đã xác định được mối nguy hiểm chính của Flint nhanh hơn nhiều. "Một phần của vấn đề với Flint đã không có tầm nhìn thực tế", ông nói. "Có túi của thông tin, nhưng vấn đề không thực sự đi vào xem cho đến khi thật xa hơn dọc theo dòng."

"Đối xử với công dân như một cảm biến," như Sullivan đặt nó, đặc biệt phổ biến ở các nước đang phát triển.nền tảng dữ liệu như của IBM và CH2M có thể kết hợp thông tin nổi bật khác là tốt, chẳng hạn như vật liệu và tuổi của ống trong một khu vực nhất định và tuổi thọ dự kiến ​​của họ trong môi trường địa phương. Họ cũng có thể vấn đề cờ trong một thời gian ngắn khi khách hàng gọi về rò rỉ hoặc chất lượng nước thay đổi trong một khu vực cụ thể vượt ngưỡng đường cơ sở.

Dựa vào đôi mắt của khách hàng trên mặt đất không phải là mới. các 1993 Cryptosporidium parvum bùng phát tại Milwaukee mà ốm 400,000 mọi người ban đầu đã được gắn cờ khi một hiệu thuốc địa phương gọi là các quan chức y tế công cộng, nói rằng nó không thể giữ Imodium trong kho, Thompson nói.

thông tin phản hồi của con người là đặc biệt quan trọng đối với các hệ thống mà chưa có công tơ thông minh hoặc các cảm biến. "Đối xử với công dân như một cảm biến," như Sullivan đặt nó, đặc biệt phổ biến ở các nước đang phát triển. Ở Nam Phi, người ta đã thử nghiệm một ứng dụng IBM tài trợ gọi WaterWatchers cho phép họ để báo cáo các vấn đề như rò rỉ, ô nhiễm hoặc các vật cản luồng qua điện thoại di động của họ, Sullivan nói.

Các tài trợ Câu hỏi

Trong khi công nghệ thông minh có thể giúp ích nước đưa ra quyết định hiểu biết thêm về nơi để tiêu tiền vốn đầu tư, khả năng tiết kiệm tiền tổng thể, vẫn có những câu hỏi về nơi nhận được 1 $ nghìn tỷ của AWWA dự đoán chúng ta sẽ cần phải sửa chữa ốm yếu của Mỹ uống cơ sở hạ tầng nước trong phần tư thế kỷ tiếp theo.

Tại Mỹ, chính phủ liên bang, tiểu bang và địa phương dành Mỹ 109 tỷ $ trên cơ sở hạ tầng nước (Bao gồm cung cấp nước và công trình xử lý nước thải cũng như xử lý nước uống và giao hàng) trong 2014, theo Văn phòng Ngân sách Quốc hội. Chỉ cần một phần ba số đó - khoảng 36 tỷ $ - đã cho đầu tư vốn như đường ống mới hoặc các cơ sở xử lý nước uống được cập nhật.

USD này chủ yếu đến từ phí nước ở địa phương, trái phiếu đô thị được miễn thuế và Quỹ quay vòng Sạch Nhà nước của EPA, trong đó phân bổ $ 863 triệu trong tài trợ cho các quốc gia cho các cơ sở nước uống trong năm tài chính 2016. Đại hội đã tạo ra một chương trình cho vay lãi suất thấp mới trong 2014 nhưng chưa chiếm đoạt tiền cho nó.

Những hồ bơi tiền là không đủ. Để đạt 1 $ nghìn tỷ trong đầu tư, Mỹ sẽ cần phải chi tiêu trung bình của Mỹ 400 tỷ $ mỗi năm. Mỹ $ 36 tỷ đồng cho đầu tư vốn thua xa.

Cuối cùng, khách hàng có thể sẽ phải trả nhiều hơn cho nước rất tiện ích lần lượt có tiền họ cần phải thay thế cơ sở hạ tầng lão hóa.Đầu tư tư nhân thông qua quan hệ đối tác công-tư là một con đường có thể cho đấu tranh đô thị, theo các công ty dịch vụ chuyên nghiệp đa quốc gia EY, Mặc dù hai rào cản đáng kể. Các doanh nghiệp đã thường né tránh việc đầu tư cơ sở hạ tầng nước vì ngành nước là rất nhiều quy định và bảo thủ về sự thay đổi vì sức khỏe của người dân đang bị đe dọa. Và các nhà hoạt động nhân quyền từ lâu đã lo ngại rằng việc các tập đoàn tham gia vào việc cung cấp nước sẽ dẫn đến giá quá cao đối với người nghèo, một tình huống không đứng vững khi nước là rất quan trọng cho cuộc sống. Tuy nhiên, xu hướng đầu tư tư nhân trong việc cung cấp nước đã bước một bước về phía trước tháng 22, Ngày nước thế giới, khi Hội nghị Thượng đỉnh Nước Nhà Trắng thông báo rằng hơn 150 công ty cam kết 4 tỷ $ trong tiền tư nhân để cải thiện cơ sở hạ tầng Mỹ nước.

Cuối cùng, khách hàng có thể sẽ phải trả nhiều hơn cho nước rất tiện ích lần lượt có tiền họ cần phải thay thế cơ sở hạ tầng lão hóa. Theo AWWA, hầu hết người Mỹ phải trả ít hơn $ 3.75 cho mỗi gallon 1,000 nước giao cho vòi nước của họ. Tommy Holmes, giám đốc pháp lý của AWWA, nói rằng nước uống bao la undervalues ​​an toàn. "Mọi người có ý tưởng này mà vì nước là một điều tự nhiên rơi từ trên trời xuống, nó không phải là đắt tiền," ông nói. "Nhưng mẹ thiên nhiên không thu thập các nước, đối xử với nó và cung cấp cho nó thông qua đường ống. Mọi người làm điều đó, và họ cần phải được thanh toán. " trang chủ Xem Ensia

Giới thiệu về Tác giả

Có trụ sở tại San Francisco, phóng viên độc lập Erica Gies hiện đang sinh sống tại Paris. Cô viết về khoa học và môi trường, đặc biệt là năng lượng và nước, cho New York Times, International Herald Tribune, Forbes, Wired News và các cửa hàng khác.

Sách liên quan:

Hệ thống ngân sách công cộng

Tác giả: Robert D. Lee Jr.
Ràng buộc: Bìa cứng
Nhà xuất bản: Jones & Bartlett Learning
Bảng giá: $99
Cung cấp - Mua mới từ: $99 Được sử dụng từ: $99
Mua ngay bây giờ


Uống Hệ thống phân phối nước: Đánh giá và giảm rủi ro

Tác giả: Ủy ban về cấp nước công cộng Hệ thống phân phối: Đánh giá và giảm rủi ro
Ràng buộc: Bìa cứng
Nhà xuất bản: Quốc gia Viện Hàn lâm Press
Bảng giá: $99
Cung cấp - Mua mới từ: $99 Được sử dụng từ: $99
Mua ngay bây giờ


Tạo một Oasis với nước xám: Lựa chọn, xây dựng, và sử dụng hệ thống nước xám, Bao gồm nhánh Cống rãnh thoát nước

Tác giả: Nghệ thuật Ludwig
Ràng buộc: Bìa mềm
Nhà xuất bản: Oasis Thiết kế
Bảng giá: $99
Cung cấp - Mua mới từ: $99 Được sử dụng từ: $99
Mua ngay bây giờ


Bài viết này ban đầu xuất hiện trên Ensia