Водоснабжение и канализация в США

Водоснабжение и канализация в США

Данные
Доступ хотя бы к базовому источнику воды	99.88% (2020)
Доступ хотя бы к базовым санитарным услугам	99.68% (2020)
Среднее городское потребление воды (л/человек/день)	330 литров (87 галлонов США) в 2010 г.
Доля бытовых приборов учета	очень высокий
Ежегодные инвестиции в ВСС	28,5 млрд долларов или 97 долларов на душу населения (2005 г.)
Доля самофинансирования коммунальных предприятий	39% (только вода)
Доля налогового финансирования	5% за счет государственных грантов, 13% за счет государственных займов (только вода, 2000 г.)
Учреждения
Ответственность за разработку политики	Государственный и федеральный
Количество поставщиков городских услуг	4,000
Количество сельских поставщиков услуг	50,000
Поставщики услуг	Местный

Водоснабжение и санитария в Соединенных Штатах связаны с рядом проблем, включая нехватку воды , загрязнение окружающей среды , отставание в инвестициях, опасения по поводу доступности воды для беднейших слоев населения и быстрый выход на пенсию рабочей силы. Ожидается, что возросшая изменчивость и интенсивность осадков в результате изменения климата приведет как к более сильным засухам, так и к наводнениям с потенциально серьезными последствиями для водоснабжения и загрязнения в результате комбинированных переливов канализационных систем . Засухи, вероятно, особенно повлияют на 66 процентов американцев, чьи сообщества зависят от поверхностных вод. Что касается качества питьевой воды , существуют опасения по поводу побочных продуктов дезинфекции, свинца , перхлоратов , ПФАВ и фармацевтических веществ, но в целом качество питьевой воды в США хорошее.

Города, коммунальные предприятия, правительства штатов и федеральное правительство по-разному решают вышеуказанные проблемы. Чтобы идти в ногу со спросом со стороны растущего населения, коммунальные предприятия традиционно увеличивают поставки. Однако, столкнувшись с ростом затрат и засухой, сохранению воды начинают уделять больше внимания, и она поддерживается в рамках федеральной программы WaterSense . Повторное использование очищенных сточных вод для непитьевых целей также становится все более распространенным. Загрязнение сбросами сточных вод, которое было серьезной проблемой в 1960-е годы, в значительной степени удалось взять под контроль.

Большинство американцев обслуживаются государственными предприятиями водоснабжения и канализации. Общественные системы водоснабжения , которые обслуживают более 25 потребителей или 15 сервисных соединений, регулируются Агентством по охране окружающей среды США (EPA) и агентствами штата в соответствии с Законом о безопасной питьевой воде (SDWA). Одиннадцать процентов американцев получают воду от частных (так называемых, «принадлежащих инвесторам») коммунальных предприятий. В сельской местности питьевую воду часто предоставляют кооперативы. Наконец, более 13 миллионов домохозяйств обслуживаются собственными колодцами. Доступность воды зависит не только от географического положения, но и от сообществ, принадлежащих к этим регионам. Из миллионов людей, не имеющих доступа к чистой воде, большинство составляют представители меньшинств с низкими доходами. Системы сточных вод также регулируются Агентством по охране окружающей среды и правительствами штатов в соответствии с Законом о чистой воде (CWA). Комиссии по коммунальным предприятиям или комиссии по коммунальным услугам регулируют тарифы, взимаемые частными коммунальными предприятиями. В некоторых штатах они также регулируют тарифы коммунальных предприятий. Агентство по охране окружающей среды также предоставляет финансирование коммунальным предприятиям через государственные возобновляемые фонды .

Потребление воды в Соединенных Штатах более чем вдвое превышает потребление воды в Центральной Европе, причем между штатами наблюдаются большие различия. В 2002 году средняя американская семья потратила 474 доллара на оплату услуг водоснабжения и канализации. что примерно на том же уровне, что и в Европе. Среднее домохозяйство тратило около 1,1 процента своего дохода на воду и канализацию. К 2018 году 87% населения Америки получают воду от государственных компаний водоснабжения .

История

Смотрите также: История водоснабжения и канализации.

В XIX веке многие американские города пострадали от крупных вспышек заболеваний, включая холеру в 1832, 1849 и 1866 годах и брюшной тиф в 1848 году. В быстрорастущих городах не было канализации, и для снабжения питьевой водой они использовали загрязненные колодцы на территории города. В середине 19 века во многих городах были построены централизованные системы водоснабжения. Однако изначально эти системы давали сырую речную воду без какой-либо очистки. Только после того, как Джон Сноу установил связь между загрязненной водой и болезнями в 1854 году и после того, как власти постепенно убедились в этой связи, были добавлены водоочистные сооружения и улучшилось здоровье населения. Канализационные трубы строились с 1850-х годов, первоначально на основе ошибочного убеждения, что плохой воздух ( теория миазмов ) вызывает холеру и брюшной тиф. Лишь в 1890-е годы стала общепринятой микробная теория болезней .

Однако большая часть сточных вод по-прежнему сбрасывалась без какой-либо очистки, поскольку сточные воды не считались вредными для принимающих вод из-за естественного разбавления и способности самоочищения рек, озер и моря. Очистка сточных вод получила широкое распространение только после введения федерального финансирования в 1948 году и особенно после повышения экологического сознания и расширения финансирования в 1970-х годах. С 1948 по 1987 год федеральное финансирование санитарии предоставлялось за счет грантов местным органам власти. Конгресс внес поправки в CWA в 1987 году и изменил систему финансирования очистки сточных вод на кредиты через возобновляемые фонды. В 1996 году Конгресс добавил к SDWA оборотный фонд штата для предприятий питьевого водоснабжения.

Водопроводное водоснабжение до 1948 года

Кротонский акведук , Нью-Йорк

В 1840-х и 1850-х годах крупнейшие города США построили трубопроводы для подачи питьевой воды из рек и озер. Однако первоначально питьевая вода не подвергалась очистке, поскольку связь между передающимися через воду патогенами и болезнями еще не была хорошо известна. В 1842 году Нью-Йорк был одним из первых городов США, который начал использовать водные ресурсы за пределами города. Он перекрыл плотиной реку Кротон в округе Вестчестер, штат Нью-Йорк, и построил акведук от водохранилища до города. Также в 1842 году было завершено строительство первой водопроводной станции в Чикаго с водопроводом из кедра и водозабором, расположенным примерно в 150 футах (46 м) в озере Мичиган . В 1848 году Бостон начал строительство системы водоснабжения. Приток реки Садбери был затоплен, образовав озеро Кочитуэйт , откуда акведук Кочитуэйт доставлял воду в Бруклинское водохранилище , которое питало городскую распределительную систему. В 1853 году Вашингтон, округ Колумбия , последовал этому примеру, начав строительство Вашингтонского акведука для обеспечения водой из Грейт-Фолс на реке Потомак .

В 1854 году британский врач Джон Сноу обнаружил, что холера передается через зараженную воду. В результате его выводов несколько городов начали очищать всю воду с помощью песчаных фильтров и хлора, прежде чем подавать ее населению. До того, как на рубеже 20-го века были предприняты усилия по очистке питьевой воды, смертность среди детей в возрасте от 1 до 5 лет в Соединенных Штатах в некоторых крупных речных городах составляла почти каждый пятый. По оценкам, чистая вода снизила примерно три четверти младенческой смертности и две трети детской смертности. К 1900 году широкое распространение получила песчаная фильтрация. В 1908 году первое непрерывное хлорирование питьевой воды в США произошло в Джерси-Сити, штат Нью-Джерси (и это не обошлось без противоречий). В конце 19 века в городах также начали строить канализацию. В результате водоочистки и канализации резко снизилась заболеваемость холерой и брюшным тифом. Медленная песчаная фильтрация изначально была предпочтительной технологией очистки воды. позже постепенно вытесняется быстрой песчаной фильтрацией . В результате усилий по очистке воды, в частности, снизилась смертность среди чернокожих младенцев. что привело к сокращению разницы в детской смертности чернокожих и белых на 13 процентов.

На засушливом юго-западе Америки спрос на воду в быстро растущих городах, таких как Лос-Анджелес, превышал местные запасы воды, что потребовало строительства крупных трубопроводов для подачи воды из далеких источников. Самый впечатляющий пример — первый акведук в Лос-Анджелесе, построенный между 1905 и 1913 годами для подачи воды из долины Оуэнс на расстояние 233 миль (375 км).

Стандарты качества питьевой воды были впервые выпущены в 1914 году Службой общественного здравоохранения США . Однако они имели силу только для межгосударственных транспортных перевозчиков (например, железных дорог) в определенных точках, куда перекачивалась вода.

Санитария до 1948 года

Строительство канализации в Кине, Нью-Гэмпшир , 1882 год.

Большинство первых канализационных систем в Соединенных Штатах были построены как комбинированные канализационные системы (по которым проходят как ливневые, так и канализационные воды). Они сбрасываются в реки, озера и море без какой-либо очистки. Основной причиной выбора комбинированной канализации вместо отдельных систем (отделения бытовой канализации от ливневых стоков ) было убеждение, что комбинированные канализационные системы дешевле строить, чем отдельные системы. Кроме того, в то время в Европе не было прецедента успешных отдельных канализационных систем. Первые крупномасштабные канализационные системы в Соединенных Штатах были построены в Чикаго и Бруклине в конце 1850-х годов, а затем и в других крупных городах США.

несколько очистных В конце 19 века для очистки комбинированных сточных вод было построено сооружений из-за связанных с этим трудностей. К 1892 году в США было всего 27 городов по очистке сточных вод, большинство из которых «очищали» сточные воды путем землепользования. Из этих 27 городов в 26 были отдельные системы бытовой и ливневой канализации, что облегчало очистку сточных вод, поскольку не было необходимости в больших мощностях для размещения стоков в сырую погоду. Более того, существовало мнение, что разбавленные сточные воды не наносят вреда принимающим водам из-за естественного разбавления и самоочищающей способности рек, озер и моря. В начале 20 века разгорелись дебаты между теми, кто считал, что строительство очистных сооружений отвечает интересам общественного здравоохранения, и теми, кто считал, что в их строительстве нет необходимости. Тем не менее, многие города стали выбирать отдельные канализационные системы, создавая благоприятные условия для строительства очистных сооружений в будущем.

Там, где проходила очистка сточных вод, их обычно сбрасывали в реки или озера. было построено первое сооружение по очистке воды для повторного использования очищенных сточных вод в ландшафтном орошении. Однако в 1932 году в США в парке Золотые Ворота в Сан-Франциско

Канализация была не единственным применяемым решением в области санитарии. Они были особенно полезны в густонаселенных городских районах. Однако в некоторых недавно построенных районах с низкой плотностью населения децентрализованные септические системы были построены . Они были привлекательны, поскольку сокращали капитальные затраты и имели меньшие затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание по сравнению с очистными сооружениями.

года: Федеральное

Завод по очистке воды Стикни , обслуживающий столичный Чикаго.

Программа грантов на строительство CWA профинансировала новые очистные сооружения и модернизацию существующих сооружений в соответствии с национальными стандартами вторичной очистки .

В первой половине 20-го века водоснабжение и канализация находились в ведении местных властей и регулировались на уровне штата; федеральное правительство в то время почти не играло никакой роли в этом секторе. Ситуация изменилась с принятием Федерального закона о контроле за загрязнением воды 1948 года , который предусматривал комплексное планирование, технические услуги, исследования и финансовую помощь со стороны федерального правительства правительствам штатов и местным органам власти в области санитарной инфраструктуры. В 1965 году в закон были внесены поправки, устанавливающие единый набор стандартов качества воды и создающие Федеральное управление по контролю за загрязнением воды, уполномоченное устанавливать стандарты там, где штаты этого не сделали.

Комплексные федеральные правила водоснабжения и канализации были введены в 1970-х годах в ответ на возросшую осведомленность общественности об ухудшении состояния окружающей среды по всей стране. учредила Агентство по охране окружающей среды В 1970 году администрация Ричарда Никсона , и новому агентству были переданы полномочия по управлению различными экологическими программами. В 1972 году Конгресс принял Закон о чистой воде (CWA), требующий от промышленных предприятий и муниципальных очистных сооружений улучшить методы очистки отходов, чтобы ограничить воздействие загрязнителей на источники пресной воды. В 1974 году был принят Закон о безопасной питьевой воде для регулирования общественных систем водоснабжения . Это было мотивировано возрождением беспокойства по поводу безопасности питьевой воды из-за прорывов в химии, которые выявили в воде органические химические вещества, которые предположительно связаны с раком. Этот закон определил ряд загрязняющих веществ, за которыми необходимо тщательно следить и сообщать жителям, если они превышают максимально допустимые уровни загрязнения (MCL). Агентству по охране окружающей среды было поручено разработать стандарты питьевой воды для всех общественных систем, под которыми понимаются те, которые обслуживают более 25 клиентов или 15 сервисных соединений. Новый закон требует от федерального правительства и правительств штатов внимательно следить за безопасностью и соблюдением федеральных стандартов местными предприятиями по производству питьевой воды. CWA поставило беспрецедентную цель устранить все загрязнения воды к 1985 году и санкционировало огромные расходы в размере 24,6 миллиардов долларов на гранты на исследования и строительство для очистки муниципальных сточных вод. Первоначально эти средства послужили стимулом для строительства централизованной инфраструктуры сбора и очистки сточных вод для муниципалитетов вместо децентрализованных систем. Однако поправки 1977 года к CWA потребовали от сообществ рассмотреть альтернативы традиционным централизованным канализационным системам, и для таких альтернатив была предоставлена ​​финансовая помощь. В середине 1990-х годов децентрализованные системы обслуживали примерно 25 процентов населения США и примерно 37 процентов новых жилых комплексов.

Подавляющее большинство городских сточных вод в США очищается в соответствии с национальными стандартами вторичной очистки или выше. Между Агентством по охране окружающей среды и некоторыми местными органами власти возникло несколько разногласий по поводу соответствующего уровня обращения, причем первые выступали за более строгие стандарты. Например, в конце 1980-х годов город Сан-Диего и Агентство по охране окружающей среды были вовлечены в юридический спор по поводу требования очищать сточные воды на станции очистки сточных вод Пойнт-Лома до стандартов вторичной очистки. Город одержал победу, заявив, что он сэкономил налогоплательщикам около 3 миллиардов долларов и этот процесс оказался успешным в поддержании здоровой окружающей среды океана. Завод в Пойнт-Лома использует усовершенствованный первичный процесс . Требование о проведении вторичной очистки сточных вод перед сбросом в океан было отменено Агентством по охране окружающей среды в 1995 году, «принимая во внимание уникальные обстоятельства города».

В 1987 году Конгресс принял Закон о качестве воды , который заменил программу грантов на строительство системой субсидируемых кредитов с использованием Государственного оборотного фонда чистой воды (CWSRF). В то время планировалось полностью отказаться от федерального финансирования через несколько лет. Пик финансирования пришелся на 1991 год и после этого продолжался на высоком уровне, несмотря на первоначальные намерения. Возникли новые проблемы, такие как необходимость решения проблемы комбинированных переливов канализационных коллекторов, для решения которых EPA выпустило политику в 1994 году. В 1996 году Конгресс учредил Государственный оборотный фонд питьевой воды , опираясь на успех CWSRF, для финансирования инвестиций, направленных на улучшение соблюдения более строгих стандартов качества питьевой воды.

и

В этом разделе представлен краткий обзор инфраструктуры водоснабжения и канализации в США, источников воды некоторых крупных городов и основных типов использования воды в жилых домах.

Типичный городской водный цикл

Инфраструктура

Инфраструктура централизованного питьевого водоснабжения в США состоит из плотин и резервуаров , колодцев , насосных станций , акведуков для транспортировки больших количеств воды на большие расстояния, водоочистных сооружений , резервуаров в системе водораспределения (в том числе водонапорных башен ). и 1,8 миллиона миль распределительных линий. В зависимости от местоположения и качества источника воды все или некоторые из этих элементов могут присутствовать в конкретной системе водоснабжения. Помимо этой инфраструктуры централизованного распределения воды, более 13 миллионов домохозяйств полагаются на собственные источники воды, обычно колодцы.

Централизованная инфраструктура канализации в США состоит из 1,2 миллиона миль канализационных сетей, включая как санитарную , так и комбинированную канализацию , канализационные насосные станции и государственные очистные сооружения (POTW). По оценкам Агентства по охране окружающей среды, в 2004 году действовало не менее 16 583 POTW, обслуживающих население в 222,8 миллиона человек. Около 860 населенных пунктов в США имеют комбинированные канализационные системы, обслуживающие около 40 миллионов человек. Кроме того, по меньшей мере 17% американцев обслуживаются локальными санитарными системами, такими как септики .

В Соединенных Штатах более 75 процентов населения обслуживается более чем 16 000 муниципальными очистными сооружениями. Большинство заводов должны соответствовать национальным стандартам вторичной очистки.

Источники воды

Водохранилище Вачусетт является источником питьевого водоснабжения Бостона.

Около 66% населения США (195 миллионов человек) обслуживаются системами поверхностных вод , а 34% (101 миллион) обслуживаются системами подземных вод (по состоянию на 2009 год). Большинство систем подземных вод расположены в небольших населенных пунктах и ​​составляют 90% от общей численности государственных систем водоснабжения.

Чтобы система поверхностных вод работала без фильтрации, она должна соответствовать определенным критериям, установленным Агентством по охране окружающей среды в соответствии с Правилами очистки поверхностных вод 2006 года , включая реализацию программы контроля водораздела. Система водоснабжения Нью-Йорка неоднократно соответствовала этим критериям для большей части воды, обрабатываемой на ее объектах.

Города снабжаются в основном поверхностными водами

Бостон , Нью-Йорк , Сан-Франциско , Денвер и Портленд, штат Орегон, входят в число крупных городов США, в которых нет необходимости очищать большую часть источников поверхностных вод без дезинфекции, поскольку их источники воды расположены в верховьях охраняемых водоемов. водоразделы и поэтому, естественно, очень чисты.

Бостон получает большую часть воды из водохранилищ Кваббин и Вачусетт , а также реки Уэр в центральном и западном Массачусетсе.

Водоснабжение Нью-Йорка осуществляется тремя водораздельными системами. Две более крупные системы, Катскилл и Делавэр , не имеют фильтрации. Водораздел Катскилла находится в одной из крупнейших охраняемых территорий дикой природы в Соединенных Штатах. С 2013 года вода из двух систем обрабатывается ультрафиолетовым бактерицидным облучением . Система Кротон , поставляющая 10% воды города, фильтруется с 2015 года.

Сан-Франциско получает 85% питьевой воды из талых снегов Сьерры через водохранилище Хетч-Хетчи в национальном парке Йосемити. Тем не менее, чтобы дополнить импортируемую воду и помочь обеспечить доставку питьевой воды в случае сильного землетрясения, засухи или уменьшения снежного покрова, Сан-Франциско рассматривает возможность использования альтернативных, устойчивых источников воды местного производства, таких как очищенная вода для ирригация, местные грунтовые воды и опреснение воды в периоды засухи, и все это в рамках Программы диверсификации водоснабжения.

Крупнейшим источником водоснабжения Портленда, штат Орегон, является водораздел Булл-Ран .

Денвер почти полностью получает воду за счет таяния горных снегов в ряде высокозащищенных водоразделов в более чем 9 округах. Его вода хранится в 14 водохранилищах, крупнейшим из которых является водохранилище Диллон на реке Блю в реке Колорадо. Вода отводится оттуда через туннель Гарольда Д. Робертса под континентальным водоразделом в бассейн реки Саут-Платт .

снабжаются в основном поверхностными водами с

Озеро Хавасу на реке Колорадо является вторичным источником питьевой воды в Финиксе, штат Аризона , обеспечивая около 40% водоснабжения Финикса. По данным официального сайта Департамента водоснабжения города Финикс, 50% приходится на водоразделы рек Верде и Соленая. Лос-Анджелес также получает значительную часть воды из озера Хавасу.

Городам, которые полагаются на более или менее загрязненные поверхностные воды из нижнего течения рек, приходится полагаться на обширные и дорогостоящие водоочистные сооружения. Долина Лас-Вегаса получает 90% воды из озера Мид на реке Колорадо , пострадавшего от засухи. Чтобы обеспечить часть будущего водоснабжения, Лас-Вегас планирует купить права на воду в долине Снейк в округе Уайт-Пайн , в 250 милях (400 км) к северу от города, на границе с Ютой и другими районами, перекачивая ее в Лас-Вегас через трубопровод стоимостью 2 миллиарда долларов США. Финикс получает около половины своей питьевой воды из водораздела реки Солт - Ривер-Верде и около 40% из реки Колорадо, расположенной ниже по течению у озера Хавасу, в рамках проекта Центральной Аризоны . Лос-Анджелес получает около половины своей питьевой воды из реки Оуэнс и озера Моно через Акведук Лос-Анджелеса . с дополнительными поставками из озера Хавасу через акведук реки Колорадо. Сан-Диего импортирует почти 90 процентов воды из других регионов, особенно из северной Калифорнии и реки Колорадо.

Река Шуйлкилл обеспечивает 40% воды, используемой в Филадельфии.

Города на реке Миссисипи снабжаются водой из этой реки, за исключением Мемфиса. Столичный регион Атланты получает 70% воды из реки Чаттахучи и еще 28% из рек Этова , Флинт , Окмалджи и Окони . Чикаго снабжается водой из озера Мичиган , а Детройт получает воду из реки Детройт . Филадельфия получает 60% воды из реки Делавэр и 40% из реки Шуйлкилл . Вашингтон, округ Колумбия, получает воду из реки Потомак через Вашингтонский акведук .

Города снабжаются в

Майами и его агломерация получают питьевую воду в основном из водоносного горизонта Бискейн . Учитывая растущий спрос на воду, округ Майами-Дейд рассматривает возможность использования очищенной воды для сохранения водоносного горизонта Бискейн. Мемфис получает воду из артезианских водоносных горизонтов . Сан-Антонио черпает большую часть воды из водоносного горизонта Эдвардс ; до 2006 года он не использовал поверхностные воды.

смесью грунтовых и

Семьдесят один процент реки поставок Хьюстона течет из Тринити в озеро Ливингстон и из реки Сан-Хасинто в озера Конро и Хьюстон . Глубокие подземные скважины, пробуренные в водоносных горизонтах Эванджелин и Шико, обеспечивают остальные 29 процентов водоснабжения города.

Сбор

В Соединенных Штатах до 2009 года в Колорадо законы о правах на воду почти полностью ограничивали сбор дождевой воды ; владелец собственности, захвативший дождевую воду, был признан виновным в краже ее у тех, кто имел право брать воду из водораздела. Теперь владельцы жилых помещений, соответствующие определенным критериям, могут получить разрешение на установку системы сбора осадков на крыше (SB 09-080). Также может быть разрешено проведение до 10 крупномасштабных пилотных исследований (HB 09–1129). Главным фактором, убедившим Законодательное собрание Колорадо изменить закон, стало исследование 2007 года, которое показало, что в среднем за год 97% осадков, выпадающих в округе Дуглас , в южном пригороде Денвера , никогда не доходили до ручья — их использовали растениями или испаряются на земле. Сбор дождевой воды является обязательным для новых домов в Санта-Фе, штат Нью-Мексико . Техас предлагает освобождение от налога с продаж при покупке оборудования для сбора дождевой воды. Оба Техаса и Огайо разрешают эту практику даже для питьевых целей. В 2012 году Оклахома приняла Закон «Вода к 2060 году», призванный продвигать пилотные проекты по использованию дождевой и сточной воды среди других методов водосбережения.

Использование воды

Бытовое водопользование (также называемое домашним или бытовым водопользованием) в Соединенных Штатах было оценено Геологической службой США в 29,4 миллиарда галлонов США (111 000 000 м3). ³ ) в день в 2005 г., и 27,4 миллиарда галлонов США (104 000 000 м3). ³ ) в день в 2010 году (на 7 процентов ниже). Основная часть бытовой воды поставляется через общественные сети. 13% или 3,6 миллиарда галлонов США (14 000 000 м ³ ) воды поставляется самостоятельно. В 2005 году среднее потребление воды на человека в США составляло 98 галлонов США (370 л) в день. и 88 галлонов США (330 л) в день в 2010 году. Это примерно в 2,2 раза больше, чем в Англии (150 литров). и в 2,6 раза выше, чем в Германии (126 литров).

Одной из причин высокого потребления воды в бытовых целях в США является высокая доля использования воды за пределами помещений. Например, засушливый Запад имеет один из самых высоких показателей бытового водопотребления на душу населения, в основном из-за ландшафтного орошения. Бытовое потребление воды на душу населения варьировалось от 51 галлона США (190 л) в день в штате Мэн до 148 галлонов США (560 л) в день в Аризоне и 167 галлонов США (630 л) в день в Юте. Согласно исследованию 1999 года, в среднем по США 58% бытовой воды используется на открытом воздухе для садоводства, бассейнов и т. д., а 42% используется внутри помещений. В обновленном исследовании 1999 года, опубликованном в 2016 году, были измерены средние количества и процентные доли семи конечных потребителей воды внутри помещений :

• 24% туалеты
• 3% ванны
• 20% душ
• 17% Стиральные машины
• 1% посудомоечные машины
• 19% Краны
• 4% Другое бытовое использование.

Лишь очень небольшая часть общественной воды используется для питья. По данным опроса 1000 домохозяйств, проведенного в 2002 году, примерно 56% американцев пили воду прямо из-под крана, а еще 37% пили воду из-под крана после ее фильтрации. 74% американцев заявили, что покупают бутилированную воду . По данным нерепрезентативного опроса, проведенного среди 216 родителей (173 латиноамериканца и 43 нелатиноамериканца), 63 (29%) никогда не пили водопроводную воду. Эта доля намного выше среди латиноамериканцев (34%), чем среди нелатиноамериканцев (12%). Исследование пришло к выводу, что многие латиноамериканские семьи избегают пить воду из-под крана, потому что боятся, что она может вызвать болезни, что приводит к увеличению затрат на покупку бутилированной и фильтрованной воды. Это представление повторяется и среди азиатов.

Институциональный обзор

Поставщики услуг

Калифорнийский акведук доставляет воду из Северной Калифорнии в Южную.

См. Также: Список компаний водоснабжения США.

Агентство по охране окружающей среды определяет общественную систему водоснабжения (PWS) как систему, которая обеспечивает водой для потребления человеком по трубам или другим построенным транспортным средствам как минимум 15 сервисных соединений или обслуживает в среднем как минимум 25 человек в течение как минимум 60 дней в году. Агентство определило три типа PWS:

1. Общественная система водоснабжения (CWS): PWS, которая обеспечивает водой одно и то же население круглый год.
2. Непереходная внеобщинная система водоснабжения (NTNCWS): PWS, которая регулярно снабжает водой как минимум 25 одних и тех же людей не менее шести месяцев в году, но не круглый год. Некоторыми примерами являются школы, фабрики, офисные здания и больницы, которые имеют собственные системы водоснабжения.
3. Временная система водоснабжения вне сообщества (TNCWS): PWS, которая обеспечивает водой такие места, как заправочная станция или палаточный лагерь, где люди не остаются в течение длительного периода времени.

В 2007 году в США насчитывалось около 155 000 PWS, из них 52 000 CWS. PWS находятся либо в государственной собственности, либо в кооперативной, либо в частной собственности. обслуживая в общей сложности около 242 миллионов человек в 2000 году. По оценкам EPA, количество бенефициаров общественных систем водоснабжения в 2007 году составило 288 миллионов человек. По оценкам Геологической службы США, в 2000 году «около 242 миллионов человек зависели от воды из государственных источников». Четыре тысячи систем обеспечивают водой населенные пункты с населением более 10 000 человек, а остальные 50 000 систем обеспечивают водой населенные пункты с населением менее 10 000 человек. В 2000 году 15% американцев (43,5 миллиона человек) полагались на собственный источник питьевой воды, обычно колодец.

Коммунальные предприятия, отвечающие за общественные системы водоснабжения и канализации, могут находиться в собственности, финансироваться, эксплуатироваться и обслуживаться государственным органом, частной компанией или обе компании могут разделять обязанности посредством государственно-частного партнерства . Коммунальные предприятия могут либо отвечать только за водоснабжение и/или канализацию, либо они также могут отвечать за предоставление других услуг, в частности, электроэнергии и газа. В последнем случае их называют мультиутилитами. Поставщики оптовой воды — это организации, которые управляют крупными акведуками и продают очищенную или неочищенную воду различным пользователям, включая коммунальные предприятия.

Поставщики государственных услуг. Восемьдесят девять процентов американцев, обслуживаемых общественной системой водоснабжения, обслуживаются государственной или кооперативной организацией. Обычно государственные системы управляются коммунальными предприятиями , которые принадлежат городу или округу, но имеют отдельную правосубъектность, управление и финансы. Примерами являются Управление водоснабжения и канализации округа Колумбия , Департамент водоснабжения и энергетики Лос-Анджелеса и компания Denver Water . В некоторых случаях коммунальные предприятия охватывают несколько юрисдикций. Примером может служить Санитарная комиссия пригородов Вашингтона , которая охватывает два округа Мэриленда. Коммунальные кооперативы являются крупным поставщиком услуг водоснабжения, особенно в малых городах и сельской местности.

Частные коммунальные услуги. Около половины американских предприятий по производству питьевой воды, или около 26 700, находятся в частной собственности, обеспечивая водой 11% американцев, обслуживаемых общественными системами водоснабжения. Большинство частных коммунальных предприятий являются небольшими, но некоторые из них являются крупными и торгуются на фондовой бирже. Крупнейшая частная компания по водоснабжению в США — American Water , которая обслуживает 15 миллионов клиентов в 1600 населенных пунктах США и Канады. За ней следует United Water , которая обслуживает 7 миллионов клиентов и принадлежит французской фирме Suez Environnement . В целом, около 33,5 миллионов американцев (11% населения) получают воду из частных предприятий по производству питьевой воды. Кроме того, 20% всех предприятий по очистке сточных вод в США находятся в частной собственности, многие из них относительно небольшие. Около 3% американцев получают услуги по очистке сточных вод от частных предприятий по очистке сточных вод. Кроме того, более 1300 государственных учреждений (как правило, муниципалитетов) заключают контракты с частными компаниями на предоставление услуг водоснабжения и/или водоотведения.

Многофункциональные утилиты. Некоторые коммунальные предприятия в США предоставляют только услуги водоснабжения и/или канализации, в то время как другие являются многофункциональными предприятиями, которые также предоставляют услуги по электроснабжению и газу. Примерами коммунальных предприятий, которые предоставляют только услуги водоснабжения и канализации, являются Бостонская комиссия по водоснабжению и канализации , Водоканалы Далласа , Департамент охраны окружающей среды города Нью-Йорка , Коммунальные предприятия Сиэтла и Санитарная комиссия пригородов Вашингтона . Другие коммунальные предприятия, такие как Комиссия по коммунальным предприятиям Сан-Франциско , помимо услуг водоснабжения и канализации, обеспечивают электроэнергию. Другие многофункциональные предприятия предоставляют услуги электро- и водоснабжения, но не предоставляют канализационных услуг, например, Департамент водоснабжения и энергетики Лос-Анджелеса и Комиссия по коммунальным предприятиям Орландо . Есть также некоторые коммунальные предприятия, которые предоставляют только канализационные услуги, например, Метрополитенский район мелиорации воды в Большом Чикаго или канализационное предприятие в городе Санта-Клара .

Проект Центральной Аризоны поставляет воду 80 муниципальным, промышленным, сельскохозяйственным и индийским потребителям в Центральной и Южной Аризоне.

Оптовые поставщики воды. На засушливом юго-западе США также есть несколько крупных поставщиков оптовой воды, которые продают воду коммунальным предприятиям. Столичный водный округ Южной Калифорнии (MWD) продает очищенную воду из реки Колорадо и Северной Калифорнии своим коммунальным предприятиям в Южной Калифорнии через Калифорнийский акведук . Двадцать шесть городов и водных районов, обслуживающих 18 миллионов человек, являются членами MWD. Район охраны водных ресурсов Центральной Аризоны поставляет воду из реки Колорадо 80 муниципальным, промышленным, сельскохозяйственным и индийским потребителям в Центральной и Южной Аризоне через акведук проекта Центральной Аризоны (CAP).

Регуляторы

Экономическое регулирование поставщиков услуг водоснабжения и санитарии в США (в частности, в отношении установления тарифов на воду для пользователей) обычно является обязанностью регулирующих органов, таких как комиссии по коммунальным предприятиям на уровне штата, которые организованы в Национальную ассоциацию регулирующих органов. Коммунальные комиссары. (см. экономический регулятор ). Однако, хотя все коммунальные предприятия, принадлежащие инвесторам, подлежат тарифному регулированию, лишь немногие коммунальные предприятия подлежат такому же регулированию. Фактически, только в 12 штатах действуют законы, ограничивающие ценовую политику государственных предприятий водоснабжения и канализации.

Регулирование качества окружающей среды и питьевой воды находится в ведении государственных департаментов здравоохранения и окружающей среды, а также Агентства по охране окружающей среды.

Закон об охране и восстановлении ресурсов (RCRA) защищает грунтовые воды, регулируя утилизацию твердых и опасных отходов . Закон о комплексном экологическом реагировании, компенсациях и ответственности (CERCLA), также известный как «Суперфонд», требует восстановления заброшенных свалок опасных отходов.

Очистка сточных вод

Агентство по охране окружающей среды США (EPA) и агентства по охране окружающей среды штатов устанавливают стандарты сточных вод в соответствии с Законом о чистой воде . Точечные источники должны получить разрешения на сброс поверхностных вод через Национальную систему ликвидации выбросов загрязняющих веществ (NPDES). Точечные источники включают промышленные объекты, муниципальные органы власти ( очистные сооружения и системы ливневой канализации ), другие государственные объекты, такие как военные базы , а также некоторые сельскохозяйственные объекты, такие как откормочные площадки для животных . Агентство по охране окружающей среды устанавливает основные национальные стандарты сточных вод: «Правила вторичной очистки» применяются к муниципальным очистным сооружениям, и « Правила по сбросам сточных вод », которые представляют собой правила для категорий промышленных объектов.

Эти стандарты включены в разрешения, которые могут включать дополнительные требования к обработке отдельных растений, разрабатываемые в каждом конкретном случае. Разрешения NPDES необходимо продлевать каждые пять лет. Агентство по охране окружающей среды уполномочило 47 государственных агентств выдавать и обеспечивать соблюдение разрешений NPDES. Региональные офисы EPA выдают разрешения для остальной части страны.

Сброс сточных вод в грунтовые воды регулируется Программой контроля подземных закачек (UIC) в соответствии с Законом о безопасной питьевой воде . Разрешения UIC выдаются 34 государственными агентствами и региональными офисами EPA.

Финансовая помощь для модернизации очистных сооружений доступна правительствам штата и местным органам власти через Государственный оборотный фонд чистой воды , программу кредитования под низкие проценты.

Другие заинтересованные стороны

Существует ряд профессиональных ассоциаций , торговых ассоциаций и других неправительственных организаций (НПО), которые активно занимаются вопросами водоснабжения и канализации.

Профессиональные ассоциации включают Американское общество инженеров-строителей, занимающееся пропагандой государственного оборотного фонда и законодательства о развитии водных ресурсов, Американскую ассоциацию водопроводных предприятий (AWWA), ориентированную в основном на специалистов по питьевой воде, и Федерацию водной среды (WEF), ориентированную в основном на специалистов по очистке сточных вод. Географический охват обоих шире, чем в США: AWWA имеет членов в 100 странах. с акцентом на США и Канаду, а ВЭФ имеет ассоциации-члены в 30 странах.

существует ряд торговых ассоциаций В этом секторе , в том числе:

• Национальная ассоциация компаний водоснабжения (NAWC), основанная в 1895 году, которая представляет интересы малых и крупных частных предприятий водоснабжения и водоотведения;
• Национальная ассоциация агентств чистой воды (NACWA) , основанная в 1970 году, которая представляет интересы предприятий по очистке сточных вод;
• Национальная ассоциация сельского водоснабжения (NRWA), основанная в 1976 году, которая представляет малые предприятия водоснабжения и водоотведения;
• Ассоциация столичных агентств водоснабжения (AMWA), основанная в 1981 году, представляет интересы крупных государственных предприятий питьевого водоснабжения.
• Ассоциация повторного использования воды, основанная в 2000 году, занимается очисткой, переработкой, повторным использованием и опреснением воды.
• Ассоциация качества воды , основанная в 1974 году, представляет производителей и дилеров оборудования для очистки воды.

Помимо лоббирования , некоторые из этих торговых ассоциаций также обеспечивают общественное образование, а также обучение и техническую помощь своим членам.

Примером неправительственной организации, занимающейся водоснабжением и санитарией, является Food & Water Watch , группа по защите прав потребителей , созданная в 2005 году и занимающаяся вопросами корпоративной и государственной подотчетности в отношении продуктов питания, воды и рыболовства. Другим примером является Альянс за эффективность использования воды (AWE), который был создан в 2007 году при начальном финансировании Агентства по охране окружающей среды для «пропаганды исследований, оценки и образования в области эффективности использования воды» на национальном уровне. Члены его совета «представляют предприятия водоснабжения, экологические организации, ассоциации сантехники и бытовой техники, производителей ирригационных систем, академическое сообщество, правительство и другие».

Проблемы

Среди основных проблем, стоящих перед водопользователями и водной отраслью США в 2009 году, - нехватка воды и адаптация к изменению климата ; опасения по поводу переливов комбинированной канализации и качества питьевой воды; а также обеспокоенность по поводу разрыва между инвестиционными потребностями и фактическими инвестициями. Другими проблемами являются опасения по поводу быстрого выхода на пенсию рабочей силы, доступности счетов за воду для бедных во время рецессии и фторирования воды, против которого некоторые выступают главным образом по этическим соображениям и соображениям безопасности.

воды и

потребляется около 1,9 триллионов галлонов воды В среднем за год в бассейне реки Колорадо , что приводит к острой нехватке воды. Большая часть воды бассейна реки Колорадо, используемой людьми, используется для выращивания корма для скота – более чем в четыре раза больше, чем для выращивания сельскохозяйственных культур для непосредственного потребления человеком.

Поскольку потребление воды в Соединенных Штатах увеличивается с каждым годом, многие регионы начинают ощущать это давление. По крайней мере, 36 штатов ожидают местной, региональной или общештатной нехватки воды к 2013 году, даже в условиях отсутствия засухи.

По данным Национальных академий , изменение климата влияет на водоснабжение в США следующим образом:

• Растущие потребности в воде. Более жаркое лето означает более жаждущих людей и растений. Кроме того, увеличение испарения из водохранилищ и орошаемых сельскохозяйственных угодий приведет к более быстрому истощению запасов воды.
• Усиление засухи . Научные данные свидетельствуют о том, что повышение температуры на юго-западе США приведет к уменьшению речного стока и будет способствовать увеличению серьезности, частоты и продолжительности засух.
• Сезонное сокращение поставок. Многие коммунальные предприятия зависят от зимнего снежного покрова для хранения воды, а затем постепенного высвобождения ее посредством таяния снега весной и летом. Более высокие температуры ускорят таяние снега, что приведет к более раннему выпадению большей части стока и потенциально увеличению потребностей в хранении воды в этих районах.

В некоторых частях страны запасы воды опасно низкие из-за засухи и истощения водоносных горизонтов, особенно на западе и юго-востоке США. Многие из засушливых пустынных районов США сталкиваются с этой проблемой. По данным AZCentral, «уровень грунтовых вод в Аризоне резко падает во многих районах… Уровень воды в более чем 2000 колодцах упал более чем на 100 футов с момента их первого бурения». Этот размер выборки составляет примерно четверть колодцев с питьевой водой в Аризоне.

Водная безопасность

По прогнозам, водная безопасность станет проблемой в будущем, поскольку будущий рост населения, скорее всего, будет происходить в районах, которые в настоящее время испытывают нехватку воды. Для обеспечения водной безопасности Соединенных Штатов потребуется политика, которая обеспечит справедливое распределение существующих источников воды, защиту источников воды от истощения, поддержание хорошего удаления сточных вод и поддержание существующей инфраструктуры водоснабжения. В настоящее время в США не существует национальных ограничений на забор грунтовых и поверхностных вод . Если ограничения будут введены, больше всего пострадают люди, которые больше всего забирают воду из источника воды.

В 2005 году 31% воды в США использовалось для орошения, 49% - для термоэлектрической энергетики, общественного снабжения - 11%, промышленности - 4%, аквакультуры - 2%, горнодобывающей промышленности - 1%, бытовых нужд - 1% и животноводства - менее 1%.

Загрязнение

Основная статья: Загрязнение воды в США

Важный поворотный момент в борьбе с загрязнением питьевой воды произошел после принятия SDWA 1974 года, который потребовал от Национальной академии наук (NAS) изучить этот вопрос. Национальная академия наук обнаружила, что на самом деле информации о качестве питьевой воды не так много. Возможно, самой важной частью исследования, по словам высокопоставленных чиновников Агентства по охране окружающей среды, ответственных за реализацию закона 1974 года, было описание некоторых методологий проведения оценки риска для химических веществ, которые предположительно были канцерогенами.

Перелив канализации

По данным переписи населения США 2015 года, пятая часть всех домохозяйств не подключена к общественной канализационной системе. Кроме того, во многих домохозяйствах есть системы удаления сточных вод, которые не имеют надлежащей очистки, например, канализационные системы, напрямую подведенные к близлежащим водоемам, и септические системы, приводящие к фекальному загрязнению.

Например, в округе Барри-Истон, штат Мичиган, 10% из 1,3 миллиона местных систем очистки сточных вод работают со сбоями, в результате чего сточные воды попадают в озера и ручьи.

Это загрязнение воды является причиной ряда проблем со здоровьем в США, особенно для меньшинств и людей с низкими доходами. В округе Лоус, штат Алабама, сегодня анкилостомоза поражает людей из-за антисанитарной утилизации отходов. 73% жителей сообщили, что в их дома попадают сточные воды, а 34% опрошенных жителей дали положительный результат на анкилостомоз. Эти загрязненные водоемы также напрямую влияют на запасы питьевой воды, среду обитания и места отдыха, создавая еще больше проблем для окружающей среды. В целом, стоимость замены вышедших из строя канализационных систем и удаления фекальных отходов из воды обычно выше, чем стоимость размещения альтернативной инфраструктуры и поддержания адекватного функционирования систем.

Переливы канализации

Переливы комбинированной канализации (CSO) и бытовой канализации влияют на качество водных ресурсов во многих частях США. Около 860 населенных пунктов имеют комбинированные канализационные системы, обслуживающие около 40 миллионов человек, в основном на северо-востоке и в районе Великих озер. Сбросы CSO во время сильных штормов могут вызвать серьезное загрязнение воды. Согласно отчету Агентства по охране окружающей среды Конгрессу за 2004 год, в США имеется 9 348 оттоков ОГО, сбрасывающих около 850 миллиардов галлонов США (3,2 × 10 ⁹ м ³ ) неочищенных сточных и ливневых вод в окружающую среду. По оценкам Агентства по охране окружающей среды, ежегодно происходит от 23 000 до 75 000 переливов канализационных систем, что приводит к выбросам от 3 до 10 миллиардов галлонов США (38 000 000 м3). ³ ) неочищенных сточных вод.

Увеличение частоты и интенсивности осадков в результате изменения климата. приведет к дополнительному загрязнению воды из систем очистки, хранения и транспортировки сточных вод». По большей части очистные сооружения и программы контроля CSO были спроектированы на основе исторических гидрологических данных, без учета предполагаемых изменений условий стока из-за изменения климата.

Качество питьевой воды

Основная статья: Качество питьевой воды в США

В 2015 году 9% общественных систем водоснабжения, насчитывающих 500 человек и более, контролируемых Агентством по охране окружающей среды и охватывающих примерно 21 миллион человек, нарушили как минимум один санитарный стандарт. В период с 1984 по 2018 год от 4 до 28% населения Америки получали загрязненную воду в любой конкретный год. Есть несколько аспектов качества питьевой воды, которые вызывают некоторую обеспокоенность в Соединенных Штатах, включая Cryptosporidium , побочные продукты дезинфекции , свинец , перхлораты , пер- и полифторалкильные вещества (ПФАС) и фармацевтические субстанции.

Хотя свинец в питьевой воде продолжает оставаться проблемой общественного здравоохранения в некоторых сообществах, источником свинца обычно являются водопроводы , а не вода, поставляемая коммунальными предприятиями. Правило EPA по свинцу и меди (LCR) не устанавливает MCL, но требует от коммунальной компании принять меры, когда уровень свинца в помещении клиента достигает 0,015 мг/л. Типичными действиями коммунальных предприятий является корректировка химического состава питьевой воды с помощью антикоррозионных добавок, но возможна также замена свинцовых коммуникаций (труб, соединяющих водопровод с домом). Большинство сообществ избегали замены ведущих линий электропередачи из-за их высокой стоимости.

В 2011 году Конгресс принял Закон о сокращении содержания свинца в питьевой воде, ужесточающий определение «бессвинцовой» сантехники. Агентство по охране окружающей среды опубликовало окончательное правило реализации закона 1 сентября 2020 года.

В ответ на водный кризис во Флинте, штат Мичиган , EPA 15 января 2021 года опубликовало пересмотренный LCR, в котором рассматриваются испытания, замена труб и связанные с этим вопросы. Правило устанавливает дополнительные требования к отбору проб водопроводной воды, борьбе с коррозией, работе с общественностью и тестированию воды в школах. Правило сохраняет требование о замене ведущих линий обслуживания в случае превышения «уровня действия» по свинцу, но требует, чтобы коммунальное предприятие заменяло не менее 3 процентов своих линий ежегодно по сравнению с 7 процентами согласно предыдущему постановлению.

EPA Правило доверия потребителей от 1998 года требует от большинства государственных поставщиков воды предоставлять своим клиентам отчеты о доверии потребителей, также известные как ежегодные отчеты о качестве воды. Каждый год до 1 июля каждый, кто подключен к общественной системе водоснабжения, должен получить по почте годовой отчет о качестве воды, в котором указано, откуда берется вода в конкретном населенном пункте и что в ней содержится. Потребители могут узнать об этих местных отчетах на карте, предоставленной Агентством по охране окружающей среды. 29% американцев читают отчеты о качестве воды. Опрос 2003 года показал, что клиенты в целом удовлетворены информацией, которую они получают от своих компаний водоснабжения и местных или государственных экологических ведомств.

26 июня 2019 года Агентство по охране окружающей среды опубликовало предлагаемые правила для перхлората с предлагаемым ПДК 0,056 мг/л для общественных систем водоснабжения. 18 июня 2020 года Агентство по охране окружающей среды объявило об отзыве своего предложения на 2019 год, заявив, что предприняло «активные шаги» совместно с властями штата и местными властями для решения проблемы загрязнения перхлоратами. В сентябре 2020 года Совет по защите природных ресурсов подал иск против Агентства по охране окружающей среды за неспособность регулировать перхлорат и заявил, что 26 миллионов человек могут пострадать от перхлората в питьевой воде.

В марте 2021 года Агентство по охране окружающей среды объявило, что разработает национальные стандарты питьевой воды для содержания перфтороктановой кислоты (ПФОК) и перфтороктансульфоновой кислоты (ПФОС) в общественных системах водоснабжения.

Загрязнение

В ноябре 2006 года Агентство по охране окружающей среды опубликовало свои Правила по грунтовым водам из-за опасений, что общественные системы водоснабжения, снабжаемые грунтовыми водами, будут уязвимы для загрязнения вредными микроорганизмами, включая фекалии. Целью постановления, принятого на основании Закона о безопасной питьевой воде , является недопущение попадания патогенных микроорганизмов в общественные источники воды.

Конгресс признал, что нагнетательные скважины представляют потенциальную угрозу качеству подземных вод, когда принял Закон о безопасной питьевой воде (SDWA) 1974 года. Это поручило Агентству по охране окружающей среды США (EPA) создать национальную программу, которая предотвратила бы деятельность по подземному закачиванию воды, которая могла бы поставить под угрозу подземные источники питья. Агентство по охране окружающей среды должно регулировать подземную закачку жидкостей и отходов через колодцы, которые сбрасывают или могут выбрасывать такие материалы в подземный резервуар с питьевой водой или над ним. Агентство по охране окружающей среды разработало несколько правил по контролю за подземной закачкой (UCI), чтобы защитить подземные резервуары питьевой воды от загрязнения.

разрыв

В своем отчете об инфраструктуре Американское общество инженеров-строителей (ASCE) присвоило инфраструктуре питьевого водоснабжения и канализации США оценку D- в 2005 году по сравнению с D в 2001 году. Согласно отчету, «национальная система питьевого водоснабжения сталкивается с проблемой ошеломляющие государственные инвестиции необходимы для замены устаревших объектов, соблюдения правил безопасной питьевой воды и удовлетворения будущих потребностей». Потребности в инвестициях составляют около 19 миллиардов долларов в год на канализацию и 14 миллиардов долларов в год на питьевую воду, что в сумме составляет 33 миллиарда долларов в год. В 2008 году правительства штатов и местные органы власти инвестировали 35,1 миллиарда долларов в водоснабжение и канализацию, в том числе 16,3 миллиарда долларов в питьевое водоснабжение и 18,8 миллиарда долларов в канализацию.

В 2013 году рейтинг ASCE остался на уровне «D», а в документе Центра обновления национальной городской водной инфраструктуры Стэнфордского университета (ReNUWIt) за 2013 год описывается, почему «водная инфраструктура системно устойчива к инновациям»:

как и энергетика, капитал, вложенный в водные ресурсы, «бледнеет по сравнению с капиталом в возобновляемую энергетику».  Несмотря на растущее ощущение того , что в следующем столетии вода будет такой же важной глобальной проблемой , в индустрии чистых технологий идет на водные технологии. Федеральная поддержка также снижается. Например, мембраны, которые сегодня позволяют опреснять и повторно использовать воду, стали плодом исследований и разработок, проведенных во времена администрации Кеннеди. Теперь мы тратим в десять раз меньше на эти исследования.

В Стэнфордском документе отмечается, что инновации возникают, когда коммунальные предприятия видят возможности для «краткосрочной выгоды и немедленной экономии», когда существует нехватка воды, а также в ситуациях с качеством жизни , как, например, в Филадельфии « инициатива по зеленой инфраструктуре, призванная уменьшить комбинированный перелив канализационных систем» . "

Что касается питьевого водоснабжения, по оценкам EPA в 2003 году, в период с 2003 по 2023 год необходимо будет инвестировать 276,8 миллиарда долларов. Что касается санитарии, Агентство по охране окружающей среды подсчитало в 2007 году, что в течение следующих 20 лет потребуются инвестиции в размере 202,5 ​​миллиардов долларов для борьбы с загрязнением сточных вод. Сюда входят 134 миллиарда долларов на очистку и сбор сточных вод, 54,8 миллиарда долларов на устранение неудовлетворительных переливов комбинированной канализации и 9 миллиардов долларов на управление ливневыми водами. Обследования потребностей Агентства по охране окружающей среды не охватывают все инвестиционные потребности, в частности, касающиеся замены капитала.

Доступ

В США в 2020 году около 8,9 миллиона человек (около 2,68% населения на тот момент) все еще не имели доступа к домашним «безопасно управляемым» источникам воды . Что касается санитарии , то в 2020 году около 5,7 миллиона (около 1,74% населения на тот момент) людей не имели доступа к домашней «безопасно управляемой системе санитарии» . Более 99% населения США имеют доступ к «полному водопроводу», который определяется как наличие горячей и холодной водопроводной воды, ванны или душа, а также туалета со смывом.

Однако по состоянию на 2014 год более 1,6 миллиона человек в Соединенных Штатах в 630 000 домохозяйств по-прежнему не имели элементарного водопровода. Это включает в себя доступ к туалету, душу или проточной воде. Из миллионов людей, не имеющих доступа к чистой воде, большинство составляют люди с низким доходом, цветные люди, принадлежащие к племенным общинам и/или иммигранты. Эти группы часто проживают в сельской местности, которая более подвержена нарушениям качества воды, чем городские районы. Многие из этих нарушений связаны с некачественными источниками воды и нехваткой ресурсов для поддержания действующих правил водной инфраструктуры. Эти нарушения усугубляются в сообществах меньшинств с низкими доходами, потому что эти сообщества часто игнорировались, когда дело доходило до разработки правил и создания новой инфраструктуры. В исследовании 2017 года использовались данные Информационной системы безопасной питьевой воды (SDWIS) и было обнаружено, что значительное количество нарушений качества воды было связано с большим количеством латиноамериканского и чернокожего населения. Кроме того, цветные люди с низким доходом подвергались большему количеству нарушений, чем белые неиспаноязычные общины с низким доходом.

По результатам опроса американского сообщества (ACS), раса была признана важнейшим фактором, определяющим доступ людей к чистой воде. В Соединенных Штатах 0,3 процента белых домохозяйств не имеют полной сантехники. Если посмотреть на эту же переменную в разных этнических группах, то окажется, что 0,5 процента домохозяйств афроамериканцев и латиноамериканцев и 5,8 процента домохозяйств коренных американцев не имеют полной сантехники. ACS подчеркивает неравенство в доступе к чистой воде, которое существует у разных расовых и этнических групп.

Эти различия в доступе к чистой воде наиболее заметны, когда речь идет о некоторых группах меньшинств, которые также являются бедными. В предыдущем исследовании SDWIS 2017 года изучалось количество зарегистрированных нарушений при рассмотрении различных этнических групп и их уровня бедности. При рассмотрении сообществ, где 10% населения находились за чертой бедности, увеличение доли латиноамериканского населения с 0% до 80% привело к изменению числа зарегистрированных нарушений с 0,10 до 0,11. Однако, если посмотреть на общины, где 40% находились за чертой бедности, то же увеличение численности латиноамериканского населения привело к изменению с 0,09 до 0,17. В этом исследовании сделан вывод, что эти этнические различия в доступе к чистой воде становятся заметными и при включении общин с низкими доходами.

ограниченного доступа к

Прямым результатом структурного расизма , а также экологического расизма стала систематическая неспособность предоставить равные ресурсы и услуги всем американцам, независимо от их расы или дохода. Отдельные люди не предпочитают иметь неполную водопроводную систему, а, скорее, это результат государственной политики, которая намеренно исключила эти сообщества. В 1930-х годах правительство США переселило многих американских индейцев в сельские и изолированные районы. В этих районах не хватало ресурсов не только для создания надлежащей водной инфраструктуры, но и для использования надлежащих санитарных технологий. В дополнение к этому жестокому обращению, принятие новых законов и постановлений затруднило коренным американцам выражение своей обеспокоенности, что только способствовало их упадку в отношении доступа к чистой воде.

В 1954 году город Зейнсвилл, штат Огайо, подверг дискриминации афроамериканцев, ограничив им доступ к водопроводу. При строительстве этих водопроводов город специально игнорировал целые кварталы, где проживали афроамериканцы. Этот инцидент подчеркивает дискриминацию, с которой столкнулись многие обездоленные общины, которая лишила их доступа к чистой воде.

В период с 1950 по 2000 год в Калифорнии дебютировало несколько инициатив в области водной инфраструктуры, но они касались исключительно тех сообществ, которые они защищали. В этот период Калифорния приняла меры по предотвращению интеграции латиноамериканского/латиноамериканского сообщества, что привело к невниманию к созданию определенной инфраструктуры. Эти общины не были учтены, и им пришлось прибегнуть к децентрализованным источникам воды и плохим санитарным методам. Отсутствие включения определенных групп в Калифорнии в водную политику способствовало общему ухудшению ситуации в этих регионах.

При рассмотрении конкретных аспектов водной политики большинство из них склонны сосредотачиваться на защите питьевой воды от чрезмерного забора ее предприятиями в коммерческих целях, а не на изложении местных требований к питьевой воде. В то время как остальная часть Соединенных Штатов начала получать выгоду от более близкого доступа к воде, эти конкретные сообщества игнорировались, о чем свидетельствует создание новых законов и постановлений.

США

Сегодня в Соединенных Штатах все еще есть сообщества, которые не имеют доступа к чистой воде. В то время как некоторые регионы разработали альтернативы для решения этой недоступности, другие все еще борются с этой проблемой.

Табличка с сообщением о плохом качестве воды

Жители Центральной долины, штат Калифорния , утверждают, что вода является их самой большой проблемой, угрожающей их безопасности и выживанию. Хотя у них есть доступная вода, она крайне загрязнена, поэтому жители вынуждены преодолевать большие расстояния, чтобы приобрести подходящую питьевую воду. Получение питьевой воды обходится дорого, поэтому у многих жителей Центральной долины не было другого выбора, кроме как переехать в другой регион. Что касается демографии Центральной долины, то население представляет собой смесь мигрантов, поселившихся в 1900-х годах. Эти мигранты были чернокожими, латиноамериканцами и азиатами, и большинство из них имели низкий доход. Это первоначальное учреждение задало тон нынешнему состоянию Центральной долины сегодня. Более 50% всех нарушений правил использования питьевой воды, зарегистрированных в Калифорнии, происходят из Центральной долины. В 2006 году было обнаружено, что 20% общественной воды в Центральной долине не соответствуют максимальному уровню загрязнения штата. В результате многие из них подвергаются воздействию более высоких доз нитратов , которые могут нанести ущерб репродуктивной способности или даже увеличить вероятность врожденных дефектов и выкидышей. Кроме того, в общественной воде можно обнаружить колиформные бактерии и другие бактериальные загрязнители, которые являются причиной ряда заболеваний, передающихся через воду. Эта ситуация является прямым результатом того, что эти сообщества постоянно игнорируются, когда дело доходит до реализации политики. Сочетание расовой дискриминации и бедности можно объяснить продолжающимся водным кризисом в Центральной долине.

На юге Америки многие испытывают проблемы со сточными водами, особенно из-за строительства площадок для загрязнения и размещения опасных отходов. » , охватывающий весь путь от Делавэра до Техаса, Южный « черный пояс на 54% состоит из чернокожих. Эти жители не имеют надлежащей водопроводной системы и доступа к надлежащей канализации. Эти места заражения часто располагаются вокруг сообществ, состоящих из меньшинств, особенно чернокожих и латиноамериканцев. В 1983 году Счетная палата правительства (ранее Генеральная бухгалтерия) опубликовала исследование, в котором изучалась взаимосвязь между расположением свалок опасных отходов и расовым и экономическим статусом окружающих жителей. Было обнаружено, что раса является лучшим предиктором местоположения места заражения. Непосредственная близость к токсичным свалкам и длительное воздействие сточных вод приводит к множеству последствий для здоровья. В исследовании 2017 года, проведенном Медицинским колледжем Бэйлора, изучалось развитие паразитов в округе Лаундс, штат Алабама — регионе, где 73% жителей — чернокожие, а 31,4% жителей живут за чертой бедности. Было обнаружено, что 34,5% людей, живущих в этой среде высокого риска, дали положительный результат на анкилостому , паразита, связанного со сточными водами. Кроме того, 73% участников исследования сообщили о воздействии неочищенных сточных вод внутри своих домов. Установление мест загрязнения напрямую связано с местонахождением определенных расовых групп, подчеркивая, что доступность чистой воды непропорционально влияет на цветных людей.

Во Флинте, штат Мичиган , жители потребляли питьевую воду, содержащую большое количество свинца , что приводило к различным негативным последствиям для здоровья. Город Флинт населен афроамериканцами с низкими доходами, у которых произошли изменения в водоснабжении из-за финансовых ограничений. В 2014 году их водоснабжение было переключено с системы водоснабжения Гурон города Детройта на воду из реки Флинт. Группа исследователей из Технологического института Вирджинии обнаружила, что вода в реке Флинт была очень агрессивной из-за завышенного уровня свинца, обнаруженного в вода. Решение о смене источника воды было принято на уровне штата и полностью игнорировало потенциальное воздействие, которое оно могло оказать на общины, живущие во Флинте, штат Мичиган. Жители утверждают, что эта проблема возникла в результате экономической истории Мичигана и принятия политических решений, которые часто оставляли Флинта в неведении. Водный кризис во Флинте подчеркивает расовые различия, которые становятся очевидными при изучении доступа определенных регионов к чистой воде.

воды

С конца двадцатого века произошел сдвиг в деньгах и ресурсах, выделяемых на финансирование новой водной инфраструктуры. По состоянию на 2000 год федеральное финансирование доступности воды упало почти на 70% с 1980-х годов. Кроме того, федеральные расходы сократились с 76 долларов на человека в 1977 году до всего лишь 11 долларов на человека в 2014 году. Ответственность за финансирование проектов водоснабжения и канализации перешла от федерального правительства к местным органам власти. Хотя этот метод может быть устойчивым для подавляющего большинства сообществ, группы, проживающие в бедных районах, не имеют финансовых ресурсов для реализации крупных водных проектов. За последние несколько лет местные власти и власти штатов были вынуждены увеличить свои расходы, чтобы компенсировать вывод федеральных средств.

Основная причина такого перераспределения денег связана с переключением внимания федерального правительства на другие проекты, такие как транспорт, исследования и образование. В 2008 году Департамент охраны окружающей среды штата Нью-Йорк провел исследование и определил, что для поддержания и обновления существующей инфраструктуры водоснабжения Нью-Йорку потребуется 36,2 миллиарда долларов, что намного превышает оценку Агентства по охране окружающей среды в 21,8 миллиарда долларов. За счет перераспределения средств на удовлетворение потребностей водной инфраструктуры предполагаемый прирост годовой экономической активности превысит 220 миллиардов долларов и улучшит доступность воды для многих.

Поскольку общины меньшинств с низкими доходами уже непропорционально сильно страдают от проблем с доступом к воде, сокращение федеральных расходов только усугубляет неравенство, с которым сталкиваются эти группы. Этим сообществам не хватает ресурсов, чтобы решить эту проблему самостоятельно, и они обращаются за помощью к федеральному правительству. Однако их невмешательство и общее пренебрежение к этим сообществам приводит к продолжению их проблем.

Ценообразование и доступность

Счетчики воды являются обязательным условием для точного и объемного выставления счетов водопользователям.

Среднее домохозяйство в США тратило около 1,1% своего дохода на воду и канализацию в 2002 году. Однако бедные домохозяйства столкнулись с иной ситуацией: в 1997 году 18% домохозяйств США, многие из которых были бедными, платили более 4% своего дохода. по счету за воду и канализацию.

Средний тариф на воду в США – без учета тарифов на канализацию – в 2000 году составлял 2,72 доллара за 1000 галлонов (0,72 доллара за кубический метр). со значительными различиями между населенными пунктами. Средние тарифы на воду для бытовых нужд при ежемесячном потреблении 15 кубических метров варьировались от 0,35 доллара за кубический метр в Чикаго до 3,01 доллара в Атланте в 2007 году. Совокупный тариф на воду и канализацию составлял 0,64 доллара в Чикаго и 3,01 доллара в Атланте, при этом в Атланте не взималась отдельная плата за услуги канализации. . Годовые совокупные счета за воду и канализацию варьируются от 228 долларов в Чикаго до 1476 долларов в Атланте в 2008 году. Для сравнения: средний счет за воду и канализацию в Англии и Уэльсе в 2008 году был эквивалентен 466 долларам.

Среднегодовой рост типичных счетов за воду в жилых домах составил примерно 5,3 процента в период с 2001 по 2009 год, в то время как рост типичных счетов за канализацию в жилых домах составил примерно 5,5 процента, согласно данным исследования Black & Veatch по тарифам на воду и водоотведение в 50 крупнейших городах .

Уходящие на пенсию сотрудники

Водное сообщество в США сталкивается с быстро уходящей на пенсию рабочей силой и сужением рынка для новых работников. Ожидалось, что в 2008 году примерно треть руководителей и менеджеров выйдут на пенсию в течение следующих пяти лет. В 2002 году в предприятиях водоснабжения и канализации в США работало 41 922 человека.

Фторирование

Основная статья: Фторирование воды в США

Фторирование воды — контролируемое добавление умеренных концентраций фтора в систему водоснабжения для уменьшения кариеса — используется примерно двумя третями населения США в общественных системах водоснабжения. Почти все крупные организации общественного здравоохранения и стоматологии поддерживают фторирование воды или считают его безопасным. Тем не менее, это спорно по соображениям этики, безопасности и эффективности.

Ответы на решение проблем

Управление предложением

Исторически преобладающей реакцией на растущий спрос на воду в США было использование все более отдаленных источников традиционного водоснабжения, в частности рек. Из-за экологических проблем и ограничений доступности водных ресурсов, включая засухи, которые могут быть вызваны изменением климата, этот подход сейчас во многих случаях больше невозможен. Тем не менее, управление предложением часто осуществляется с использованием нетрадиционных водных ресурсов, в частности, опреснения морской воды в прибрежных районах с высокими темпами роста населения. Только в Калифорнии в 2006 году планировалось построить 21 опреснительный завод общей мощностью 450 миллионов галлонов США (1 700 000 м3). ³ ) в день, что в 70 раз превышает нынешние мощности опреснения морской воды в штате. В 2007 году крупнейшей опреснительной установкой в ​​США стала установка в Тампа-Бэй , штат Флорида, которая начала опреснять 25 миллионов галлонов США (95 000 м3). ³ ) воды в день в декабре 2007 г.

техническая вода как доля от общего водозабора

В 2005 году в каждом штате США было установлено или заключено контракт на более 2000 опреснительных установок производительностью более 100 м3/день с общей производительностью более 6 миллионов м3/день. Только 7% этих мощностей предназначалось для опреснения морской воды, в то время как 51% использовали соленую воду, а 26% использовали речную воду в качестве источника воды. Контрактная мощность соответствует 2,4% общего потребления муниципальной и промышленной воды в стране в 2000 году. Фактическая доля опресненной воды ниже, поскольку часть контрактных мощностей так и не была построена или никогда не эксплуатировалась, была остановлена ​​или не работает на полную мощность.

В 2017 году была принята Глобальная водная стратегия США, в рамках которой правительство США будет работать со странами для достижения четырех целей: расширение доступа к безопасной питьевой воде, одновременное продвижение услуг гигиены и санитарии, защита ресурсов пресной воды, содействие сотрудничеству в области общих вод, и усилить финансирование водных ресурсов.

Управление спросом

Управление спросом, включая сокращение утечек в распределительной сети и сохранение воды , являются другими вариантами, которые рассматриваются и в некоторых случаях также применяются для решения проблемы нехватки воды. Например, Сиэтл сократил потребление воды на душу населения со 152 галлонов США (580 л) в день в 1990 году до 97 галлонов США (370 л) в день в 2007 году благодаря комплексной программе сохранения воды, включающей политику ценообразования, обучение, правила и скидки на воду. водосберегающие приборы. Другие города, такие как Атланта и Лас-Вегас, также запустили программы по сохранению воды, которые несколько менее комплексны, чем программа в Сиэтле, касающаяся использования воды в помещениях. Тем не менее, Лас-Вегас намеренно сосредоточился на ограничении спроса на воду на открытом воздухе, на долю которого приходится 70% потребления воды в жилых домах города, за счет сокращения площади газонов и стимулирования использования датчиков дождя, контроллеров орошения и навесов для бассейнов. На федеральном уровне Закон об энергетической политике 1992 года установил стандарты для водосберегающих приборов, заменив унитаз емкостью 3,5 галлона США (13 л) на смыв (gpf) на новый максимальный стандарт 1,6 галлона США (13 л) на смыв для всех новых туалетов. .К 1994 году федеральный закон предписывал, чтобы насадки для душа и смесители, продаваемые в США, выпускали не более 2,5 и 2,2 галлона США (8,3 л) воды в минуту соответственно. Также в 1994 году AWWA создала информационный центр по вопросам сохранения, эффективности и управления спросом на воду под названием WaterWiser, чтобы помочь специалистам по водосбережению и широкой общественности более эффективно использовать воду. В 2006 году Агентство по охране окружающей среды запустило программу WaterSense, направленную на повышение эффективности использования воды за пределами стандартов, установленных Законом об энергетической политике, посредством использования специальной маркировки на потребительских товарах. Администрация Обамы еще больше ужесточила правило 2,5 галлонов в минуту, так что светильники с несколькими душевыми насадками могли использовать это количество только коллективно. Администрация Трампа ослабила эту часть правила, чтобы рассматривать каждую насадку душа индивидуально. В 2021 году администрация Байдена предложила восстановить версию Обамы.

Потери при распределении воды в США обычно составляют 10–15% от общего водозабора, хотя в старых системах они могут превышать 25% от общего потребления воды. Согласно другому источнику, неучтенная вода (UFW), которая включает в себя системные потери, воду, используемую для пожаротушения и воду, используемую в процессе очистки, в 2000 году оценивалась в только 8% в системах с более чем 500 000 подключений. Для сравнения, уровень потерь воды составляет 7% в Германии, 19% в Англии и Уэльсе и 26% во Франции. Вместе с Германией потери воды в США, таким образом, являются одними из самых низких среди 16 промышленно развитых стран.

Низкие тарифы на воду и несоответствующая структура тарифов не способствуют экономии воды. Например, понижающиеся тарифные ставки, при которых удельная ставка снижается по мере потребления, вряд ли создают какой-либо стимул для экономии воды. В 2000 году около 51% тарифов на воду в США были едиными (т.е. единичный тариф не зависит от уровня потребления), 12% были повышающимися блочными тарифами (удельная ставка увеличивается вместе с потреблением) и 19% были понижающимися блочными тарифами. Использование понижающих блочных тарифов резко сократилось с 45% всех тарифных структур в 1992 году. Тарифы на услуги канализации часто представляют собой фиксированные ставки, которые не связаны с потреблением и, таким образом, не создают стимулов для экономии воды.

воды

Повторное использование очищенной воды становится все более распространенной реакцией на нехватку воды во многих частях Соединенных Штатов. Восстановленная вода повторно используется непосредственно для различных непитьевых целей в Соединенных Штатах, включая орошение городских ландшафтов парков, школьных дворов, разделительных полос шоссе и полей для гольфа; противопожарная защита; коммерческое использование, такое как мойка автомобилей; промышленное повторное использование, такое как охлаждающая вода, котловая вода и техническая вода; экологические и рекреационные виды использования, такие как создание или восстановление водно-болотных угодий; а также сельскохозяйственное орошение. В некоторых случаях, например, в водном районе Ирвин-Ранч в округе Ориндж , его также используют для смыва в туалетах.

Было подсчитано, что в 2002 году в общей сложности было потрачено 1,7 миллиарда галлонов США (6 400 000 м3). ³ ) в день, или почти 3% коммунального водоснабжения, использовались напрямую повторно. Калифорния повторно использовала 0,6, а Флорида — 0,5 миллиарда галлонов США (1 900 000 м3). ³ ) в день соответственно. В 2002 году в двадцати пяти штатах действовали правила использования очищенной воды. Планируемое прямое повторное использование очищенной воды было начато в 1932 году со строительством установки по очистке воды в парке Золотые Ворота в Сан-Франциско . сети с цветовой кодировкой Регенерированная вода обычно распределяется по двойной трубопроводной , которая полностью отделяет трубы оборотной воды от труб с питьевой водой.

Лидерами по использованию очищенной воды в США являются Флорида и Калифорния. с Irvine Ranch Water District в качестве одного из ведущих застройщиков. Они были первым округом, разрешившим использование очищенной воды для трубопроводов внутри зданий и для смыва в туалетах. В таких местах, как Флорида, где необходимо избегать перегрузки питательными веществами чувствительной принимающей воды, повторное использование очищенной или регенерированной воды может быть более экономически целесообразным, чем соблюдение более высоких стандартов по удалению поверхностных вод, предусмотренных Законом о чистой воде.

В отчете Национального исследовательского совета США за январь 2012 г. комитет независимых экспертов обнаружил, что расширение повторного использования городских сточных вод для орошения, промышленного использования и увеличения питьевой воды может значительно увеличить общий объем доступных водных ресурсов Соединенных Штатов. Комитет отметил, что доступен портфель вариантов очистки для смягчения проблем с качеством очищенной воды. Отчет также включает анализ рисков, который предполагает, что риск воздействия определенных микробных и химических загрязнителей из питьевой очищенной воды не выше, чем риск от питьевой воды из существующих систем очистки воды, а в некоторых случаях может быть на несколько порядков ниже. . В докладе делается вывод, что корректировки федеральной нормативной базы могут улучшить защиту здоровья населения и повысить доверие общества к повторному использованию воды .

Есть примеры сообществ, которые безопасно использовали переработанную воду в течение многих лет. Санитарные районы округа Лос-Анджелес поставляют очищенные сточные воды для орошения ландшафтов в парках и полях для гольфа с 1929 года. Первый объект по очистке воды в Калифорнии был построен в Сан-Франциско в парке Золотые Ворота в 1932 году. Район пополнения запасов воды в Южной Калифорнии был построен в 1932 году. первое агентство по подземным водам, получившее разрешение на использование оборотной воды для пополнения подземных вод в 1962 году.

Округ Ориндж расположен в Южной Калифорнии, США, и является классическим примером непрямого повторного использования питьевой воды. В этом районе существует крупномасштабная схема искусственного пополнения подземных вод, обеспечивающая столь необходимый пресноводный барьер для проникновения морской воды. Часть закачиваемой воды состоит из оборотной воды, производство которой началось в 1976 году с Водозавода 21, где для очистки воды использовались RO и высокая известь (производственная мощность 19 000 м3). ³ в день). Этот завод был выведен из эксплуатации в 2004 году и с тех пор уступил место новому проекту большей мощности (265 000 м3). ³ в сутки при максимальной мощности 492 000 м3. ³ в день) под названием «Система пополнения подземных вод».

Водный округ Ирвин -Ранч (IRWD) был первым водным округом в Калифорнии, получившим от штата разрешение на неограниченное использование оборотной воды; такое разрешение означает, что воду можно использовать для любых целей, кроме питья. IRWD поддерживает одну из крупнейших систем оборотного водоснабжения в стране, протяженностью более 400 миль, обслуживающую более 4500 подключений со счетчиками. Водный округ Ирвин-Ранч и Водный округ округа Ориндж в Южной Калифорнии являются признанными лидерами в области оборотной воды. Кроме того, в водном округе округа Ориндж, расположенном в округе Ориндж , вода подвергается более продвинутой обработке и косвенно используется для питья.

Река Тринити в Техасе является типичным примером системы поверхностных вод, в которой преобладают сточные воды, где фактически происходит повторное использование питьевой воды . Участок реки к югу от Далласа/Форт-Уэрта почти полностью состоит из сточных вод в условиях базового стока. В ответ на обеспокоенность по поводу питательных веществ очистные сооружения в Далласе/Форт-Уэрте, которые в совокупности сбрасывают около 2 миллионов м3 ³ в день сточных вод используются процессы удаления питательных веществ. Небольшое разбавление сточных вод происходит по мере того, как вода движется из Далласа/Форт-Уэрта в озеро Ливингстон, которое является одним из основных резервуаров питьевой воды в Хьюстоне. Как только вода достигает озера Ливингстон , она подвергается традиционной очистке питьевой воды перед доставкой потребителям в Хьюстоне.

Непитьевое повторное использование (NPR)

• Остин, Техас
• Округ Кларк, Невада
• Клируотер, Флорида
• Округ Контра-Коста, Калифорния
• Сан-Антонио управляет крупнейшей системой оборотного водоснабжения в Соединенных Штатах.
• Тусон, Аризона
• Сан-Диего , Калифорния ( округ Сан-Диего )
• Санкт-Петербург, Флорида

Косвенное повторное использование питьевой воды (IPR)

Округ Ориндж расположен в Южной Калифорнии, США, и является классическим примером прав интеллектуальной собственности. В этом районе существует крупномасштабная схема искусственного пополнения подземных вод, обеспечивающая столь необходимый пресноводный барьер для проникновения морской воды. Часть закачиваемой воды состоит из оборотной воды, начиная с 1976 года с Водозавода 21, на котором для очистки воды использовались RO и высокая известь (производственная мощность 19 000 м3). ³ в день). Этот завод был выведен из эксплуатации в 2004 году и с тех пор уступил место новому проекту большей мощности (265 000 м3). ³ в сутки при максимальной мощности 492 000 м3. ³ в день) под названием «Система пополнения подземных вод». В этой новой схеме используется новейшая технологическая комбинация обратного осмоса, магнитного поля и ультрафиолета с перекисью водорода. Также разрабатываются планы по дальнейшему увеличению пропускной способности системы. который уже обеспечивает до 20% воды, используемой в стране.

В США Сан-Диего , штат Калифорния, является ведущим штатом, реализующим права интеллектуальной собственности. MF, RO и UV/H ₂ O ₂ используются до пополнения грунтовых вод очищенными сточными водами (CDPH, 2013). В Сан-Диего усилия по увеличению доли оборотной воды были возобновлены благодаря обширному исследованию, проведенному в 2006 году. МФ обеспечивает существенное удаление растворенных органических веществ из сточных вод (dEfOM), а снижение dEfOM до 0,5 мг/л (в пересчете на ООУ) достигается за счет применения обратного осмоса. Химическая окислительная обработка (УФ/H ₂ O ₂ ), следующая за мембранными этапами, приводит к уменьшению содержания N-нитрозодиметиламина (НДМА), а также к улучшению качества сточных вод в отношении содержания в них органических веществ.

Источники воды в городе Эль-Пасо (Техас, США) включают подземные водоносные горизонты и поверхностные воды из реки Рио-Гранде . Чтобы повысить уровень грунтовых вод, компания El Paso Water Utilities закачивает в водоносный горизонт очищенную очищенную воду. используется двухступенчатый порошкообразный активированный уголь (ПАУ), добавление извести, двухступенчатая рекарбонизация, песчаная фильтрация, озонирование, гранулированный активированный уголь (ГАУ) и хлорирование . На современных очистных сооружениях для очистки воды Проект пополнения запасов Уэко-Болсон, который первоначально начался в 1985 году, в настоящее время пополняет 1700 акров-футов в год очищенной воды в 10 нагнетательных скважинах и 800 акров-футов в год в инфильтрационном бассейне для пополнения подземных вод.

В Колорадо , США, Муниципальный водный округ реки Колорадо реализовал проект по улавливанию очищенных муниципальных сточных вод из города Биг-Спринг и обеспечению дополнительной усовершенствованной очистки перед их смешиванием с системой подачи сырой поверхностной воды (2012 г.). Усовершенствованная очистка муниципальных сточных вод включала в себя MF, RO и ультрафиолетовое окисление, в результате чего производилась вода очень высокого качества, которая смешивалась с поверхностной водой из озера EV Spence для распределения в города-члены и клиенты (производство 6700 м3). ³ в день).

Дальнейшие примеры:

• Биг-Спринг, Техас, программа непрямого повторного использования питьевой воды
• Округ Ориндж, Калифорния
• Пасадена, Калифорния
• Пейсон, Аризона
• Проект Torreele в прибрежном районе Верне в Бельгии, который начал работать в 2002 году».
• Вирджиния Водохранилище Оккокуан. Завод по очистке сточных вод Верхнего Оккокуана сбрасывает тщательно очищенную продукцию, обеспечивая примерно 20% притока в водохранилище Оккокуан, которое обеспечивает питьевую воду, используемую Управлением водоснабжения округа Фэрфакс — одним из трех крупнейших поставщиков воды в Вашингтоне. , столичный округ округа Колумбия.
• Виндхук , Намибия
• Уичито-Фолс, Техас (повторное использование туалета и крана в качестве временной меры во время засухи, 2014–2015 гг.); Косвенное питьевое использование, 2015 г.)

Прямое повторное использование питьевой воды (DPR)

В июле 2014 года город Уичито-Фолс , штат Техас (США), стал одним из первых в США, кто начал использовать очищенные сточные воды непосредственно в питьевом водоснабжении (производство 45 000–60 000 м3). ³ в день). Очищенные сточные воды дезинфицируются и перекачиваются на станцию ​​водоподготовки «Кипарис», где они проходят очистку , микрофильтрацию (МФ), обратный осмос (ОО) и дезинфекцию ультрафиолетовым светом , а затем сбрасываются в отстойник -отстойник , где они смешиваются с озерной водой (50: 50). Смешанная вода проходит семиступенчатую традиционную очистку поверхностных вод.

Предлагаемые проекты:

• Лос-Анджелес , Калифорния – К 2019 году Департамент водоснабжения и энергетики Лос-Анджелеса построит завод по пополнению водоносного горизонта подземных вод очищенной водой. Чтобы справиться с нехваткой осадков и снегопадов, ограничением импорта воды и местным загрязнением подземных вод .
• Сан-Диего , Калифорния ( округ Сан-Диего )

Контроль загрязнения

В Соединенных Штатах были предприняты многочисленные усилия по контролю загрязнения водных ресурсов и обеспечению безопасности питьевой воды. Наиболее полные федеральные правила и стандарты для отрасли очистки воды были введены в действие в 1970-х годах в ответ на огромный рост экологических проблем в стране. В 1972 году Конгресс принял Закон о чистой воде (CWA) с беспрецедентной целью устранить все загрязнения воды к 1985 году и утвердил расходы в размере 24,6 миллиардов долларов на гранты на исследования и строительство. В 1974 году Конгресс принял Закон о безопасной питьевой воде , указав ряд загрязняющих веществ, за которыми необходимо тщательно следить и сообщать жителям, если они превышают максимальные уровни загрязнения. CWA включал существенное федеральное грантовое финансирование для улучшения инфраструктуры очистки сточных вод в виде грантов на строительство местным органам власти.

Закон о качестве воды 1987 года внес поправки в CWA, заменив программу грантов на строительство очистных сооружений системой субсидируемых кредитов с использованием Государственного оборотного фонда чистой воды (CWSRF). Кредиты используют сочетание 80% федеральных средств и 20% соответствующих средств штатов. Возникли новые проблемы, такие как необходимость решения проблемы комбинированных переливов канализационных коллекторов , для которых EPA выпустило политику в 1994 году и которая была закреплена в законе Конгрессом в 2000 году. В 1996 году Конгресс учредил Государственный оборотный фонд питьевой воды для финансирования инвестиций, направленных на улучшение соблюдения более строгих стандартов качества питьевой воды.

Сегодня города вкладывают значительные средства в борьбу с переливами комбинированной канализации, в том числе за счет строительства накопительных сооружений в системе канализации с целью последующего контролируемого сброса сточных вод на очистные сооружения.

Федеральная

Конгресс США утверждает федеральное финансирование водоснабжения и санитарии, в том числе через возобновляемые фонды штата .

Одним из способов удовлетворения потребностей коммунальных предприятий в финансировании для решения различных проблем, с которыми они сталкиваются, без увеличения бремени счетов за воду для пользователей является федеральная финансовая помощь.

Централизованная инфраструктура водоснабжения и канализации обычно финансируется за счет собственных доходов или долга коммунальных предприятий. Долг может иметь форму льготных кредитов от государственных оборотных фондов (SRF), кредитов от коммерческих банков или – в случае крупных коммунальных предприятий – от облигаций, выпущенных непосредственно на рынке капитала. В случае водоснабжения (т.е. исключая канализацию), 42% инвестиций были профинансированы за счет займов частного сектора, 39% - за счет текущих доходов, 13% - за счет государственных кредитов, включая SRF питьевой воды, 5% - за счет государственных грантов и 1% - за счет других средств. источники. Существует два SRF: более крупный Государственный оборотный фонд чистой воды , созданный в 1987 году, и меньший Государственный оборотный фонд питьевой воды, созданный в 1997 году. Они получают федеральные взносы и взносы штатов и выпускают облигации. В свою очередь, они предоставляют льготные кредиты коммунальным предприятиям в своих штатах со средней процентной ставкой 2% на срок до 20 лет в случае Государственного оборотного фонда чистой воды. Помимо SRF, Министерство сельского хозяйства США предоставляет гранты, кредиты и кредитные гарантии для водоснабжения и канализации в небольших населенных пунктах (с населением менее 10 000 человек), а также техническую помощь и обучение.

Закон о восстановлении и реинвестировании Америки от 17 февраля 2009 года выделил 4 миллиарда долларов для SRF чистой воды, 2 миллиарда долларов для SRF питьевой воды и, среди прочего, 126 миллионов долларов на проекты по переработке воды через Бюро мелиорации США . Эта программа превысила предыдущие уровни финансирования, поскольку Конгресс утвердил только 1,5 миллиарда долларов США из федерального финансирования для Оборотных фондов штата в 2008 году. Это было намного ниже исторического среднего показателя в 3 миллиарда долларов США в год для Оборотного фонда штата «Чистая вода» (1987–2006). и 1,2 миллиарда долларов США в год для Государственного оборотного фонда питьевой воды (1997–2005 годы). Доля федерального финансирования санитарии снизилась с почти 50% в начале 1980-х годов до примерно 20% в начале 1990-х годов. В статье, опубликованной в мае 2016 года, утверждалось, что произошло « огромное отступление федерального правительства от помощи городам в финансировании проектов водоснабжения», заявлялось, что общие федеральные расходы на коммунальные услуги водоснабжения «упали на 75 процентов с 1977 года», и что эксперты ожидают новых ситуаций, подобных водному кризису во Флинте. появиться.

Конгресс принял Закон о финансировании и инновациях в водной инфраструктуре 2014 года (WIFIA), предусматривающий расширенную кредитную программу для проектов в области инфраструктуры водоснабжения и водоотведения с более широкими критериями приемлемости, чем ранее утвержденные оборотные фонды. В соответствии с этим законом в 2015 году Агентство по охране окружающей среды создало Центр финансирования водной инфраструктуры и устойчивости, чтобы помочь местным органам власти и муниципальным коммунальным предприятиям разработать инновационные механизмы финансирования, включая государственно-частное партнерство. Это часть инициативы федерального правительства «Строим американскую инвестицию». Конгресс внес поправки в программу WIFIA в 2015 и 2016 годах. Одним из предусмотренных инструментов для увеличения финансирования водной инфраструктуры являются квалифицированные государственные инфраструктурные облигации (QPIB), не облагаемые налогом муниципальные облигации, которые могут использоваться частными компаниями.

Защита предприятий водоснабжения от террористической атаки

В 2007 году Агентство по охране окружающей среды заявило: «Повышение безопасности нашей национальной инфраструктуры питьевой воды и сточных вод стало главным приоритетом после событий 11 сентября . Предпринимаются важные действия по оценке и уменьшению уязвимости перед потенциальными террористическими атаками ; по планированию и практике реагирования». чрезвычайным ситуациям и инцидентам, а также разрабатывать новые технологии безопасности для обнаружения и мониторинга загрязнителей и предотвращения нарушений безопасности».

Одним из наиболее важных элементов водной безопасности является раннее и точное обнаружение загрязнения. Агентство по охране окружающей среды выпустило консультативные материалы и рекомендации по системам предупреждения о загрязнении, которые будут внедрены в предприятиях водоснабжения и водоснабжения. Проблемы безопасности, с которыми коммунальные предприятия часто сталкиваются, связаны с быстрым обнаружением, точностью и способностью быстро принимать меры в случае возникновения проблем с водой. Если загрязнение обнаружено достаточно рано, можно предотвратить его попадание к потребителям и обеспечить аварийное водоснабжение.

В тех случаях, когда загрязнение все же может достичь потребителей, быстрые и эффективные системы связи необходимы . Все эти факторы также указывают на необходимость организованных и отработанных мер реагирования и готовности к чрезвычайным ситуациям .

С 2002 года в соответствии с Законом о биотерроризме , предприятие водоснабжения снабжающее более 3300 человек, должно принять как минимум следующие меры для обеспечения безопасности водоснабжения:

• Проведите оценку уязвимости объекта к вандализму , инсайдерскому саботажу или террористической атаке и отправьте отчет в Агентство по охране окружающей среды.
• Покажите, что на объекте имеется обновленный план реагирования на чрезвычайные ситуации на случай возникновения инцидента.

Совсем недавно, в соответствии с Законом о безопасности питьевой воды от 2009 года, Агентство по охране окружающей среды теперь обязано установить стандарты эффективности с учетом рисков для общественных систем водоснабжения, обслуживающих более 3300 человек.

См. также

• Бутилированная вода в США
• Окружающая среда США
• Список систем водоснабжения и канализации по странам

Дальнейшее чтение

• Ассоциация выпускников EPA: Питьевая вода, полвека прогресса – краткая история усилий США по защите питьевой воды

Внешние ссылки

• Грунтовые и питьевые воды – EPA
• Программа разрешений EPA на сточные воды – NPDES
• Сельское водоснабжение и проблемы качества воды – Центры по контролю заболеваний (CDC)
• Общественные системы водоснабжения – Источники воды – CDC
• ReNUWIt, Центр инженерных исследований по обновлению национальной городской водной инфраструктуры
• Национальная ассоциация сельского водоснабжения