I Californien, tørken og yuck -faktoren

Selvom hydrologer siger, at Californien er kommet ud af sin seneste tørke, hvordan byer får deres vand, tynger statens eksperter - nu mere end nogensinde.

David Sedlak, professor i civil- og miljøteknik ved UC Berkeley, siger vores byvandinfrastruktur, for det meste bygget efter Anden Verdenskrig, da Californien gennemgik en massiv udvikling, har brug for en større opgradering for at få vores byer til at trives godt ind i fremtiden.

"Når du tænker på, hvordan vi bruger vand i Vesten, vores byer er livsnerven i vores økonomi, " han siger.

Sedlak - også vicedirektør for Reinventing the Nation's Urban Water Infrastructure (ReNUWIt), et National Science Foundation-finansieret ingeniørforskningscenter, og meddirektør for Berkeley Water Center-har arbejdet med forskere over hele landet for at finde nye måder at gøre vores vandsystemer mere bæredygtige på. Han er forfatter til Water 4.0:The Past, Til stede, og fremtiden for verdens mest vigtige ressource.

Berkeley News talte med Sedlak om nye teknologier, der udvikles til genbrug af vand, fange stormvand og bruge vand mere effektivt, og hvordan vi hver især kan hjælpe i indsatsen.

Berkeley News:Hvad er den nuværende tilstand af vores byvandinfrastruktur i USA?

David Sedlak:Vores vandsystemer bringer vand ind i vores byer fra store afstande, og det betyder, at vi har brug for masser af infrastruktur - dæmninger, reservoirer, renseanlæg og rør. Over tid, disse systemer skal udskiftes, og vi har ikke brugt nok penge på at erstatte dem. Vi taler om systemer, der typisk er 60 til 80 år gamle. Vi står over for en udfordring nu:Vi kan enten erstatte systemerne med det, der var der før, eller drage fordel af teknologiske fremskridt til at skabe vandinfrastruktur, der bliver mere bæredygtig, modstandsdygtig og omkostningseffektiv.

Hvilken slags teknologier udvikles?

I Californien, vi begynder at genbruge vores spildevandsspildevand - de ting, vi skyller ned i kloakken, der kommer ud af vores vaskemaskiner og går ned i brusebadets afløb. Vi kan tage vandet, der kommer fra et rensningsanlæg, og i stedet for at slippe det ud i vores floder, bugter og havet, vi kan føre det gennem et avanceret rensningsanlæg, der bruger omvendt osmose og ultraviolet lys, kombineret med hydrogenperoxid, at nedbryde alle kemikalier eller patogener, der kom igennem de foregående trin i behandlingsprocessen. Vi kan forvandle det, der før var ubrugeligt spildevand, til en ny drikkevandsforsyning. Det betyder, at vi tager mindre vand ud af miljøet og efterlader mere vand til fisk og andre økosystemfunktioner. Denne proces kaldes genbrug af drikkevand.

Bruges disse vandgenvindingssystemer allerede i staten?

Der er flere af disse avancerede rensningsanlæg i Californien. Det ældste og mest kendte projekt ligger i Orange County. Der er flere flere i Inland Empire -regionen i det sydlige Californien. San Diego mangler endnu at bygge en, men de er godt på vej. Bay Area's store spillere inden for genbrug af drikkevand er Santa Clara Water District og South Bay. De vurderer gennemførligheden af ​​genbrug af vand. Det er sandsynligt, at de får et genbrugsprojekt, der kan drikkes, i gang i det kommende årti.

Hvad er offentlighedens reaktion på disse avancerede behandlingssystemer?

Nogle gange når man taler med folk, de siger, "Godt, Jeg vil ikke drikke mit spildevand - det vand var på toilettet, at der var vand i vaskemaskinen. Det er ikke noget, jeg vil drikke. "Det kaldes ofte" yuck -faktoren. "Men når vandet kommer ud i miljøet, at forbindelsen mellem affald og vandforsyning er brudt. Administrerede naturlige systemer, såsom konstruerede vådområder eller reservoirer, kan bryde forbindelsen og gøre ideen om genbrug af spildevand mere spiselig.

Kan du beskrive disse vådområder, og deres fordele?

Vådområder bruges som en billig måde at rense spildevand på. Den første generation af rensningsvådområder var netop disse steder, der ville dannes, uanset hvor det rensede spildevand blev frigivet tilbage i miljøet. Og hvis spildevandet ikke var helt rent, planterne og mikroberne i vådområdet ville hjælpe med at rense det ved at fjerne eventuelle næringsstoffer, eller metaller eller spororganiske kemikalier. Men da folk er begyndt at være mere opmærksomme på disse vådområder, de er kommet til at erkende, at de kan designes eller konstrueres til at forbedre deres ydeevne og gøre vandet endnu renere.

Hvor i staten kan du finde disse konstruerede vådområder?

De konstruerede vådområder, som vi har brugt mest tid på at studere, er et system i Riverside County ved Santa Ana -floden kaldet Prado Wetlands. Dette system bruges til at rense vandet, især for at fjerne næringsstoffer eller kemikalier eller bakterier og vira, der forbliver i vandet efter at have været igennem den konventionelle behandlingsproces. Mikrober, der lever fastgjort til planterne eller i sedimenterne, bryder mange af dem ned og gør dem til kuldioxid og vand. I mange tilfælde, sollys, der skinner på vandet, bryder dem ned.

Der er andre behandlingsvådområder, der er blevet bygget omkring Californien, men de fleste af dem er betydeligt mindre. Vi er i øjeblikket i gang med at udføre eksperimenter til støtte for flere forskellige typer vådområdebehandlingssystemer, der overvejes i Bay Area.

Hvilke typer forurenende stoffer findes i vand efter konventionel behandling?

Alt spildevand i Californien gennemgår den konventionelle spildevandsrensningsproces, der ser ud, for alt i verden, forholdsvis rent. Men det er ikke sikkert nok at drikke og, i mange tilfælde, det kan skade miljøet, hvis det ikke fortyndes med vand fra renere kilder.

Jeg tror, ​​det centrale spørgsmål er, "Er koncentrationerne af nogen af ​​disse forurenende stoffer høje nok til at forårsage problemer?" Når det kommer til miljøet, den første store overraskelse kom for omkring 20 år siden, da forskere fandt ud af, at meget små mængder ethinylestradiol - den aktive ingrediens i p -piller - var til stede i spildevand i koncentrationer, der var høje nok til at påvirke fisk. I dette tilfælde, koncentrationerne var omkring en del pr. billion, hvilket er en utrolig lille mængde, men det sker, at visse fisk er meget følsomme over for disse hormoner, fordi de spiller en rolle i deres stofskifte og udvikling. Disse små mængder var nok til at ændre fiskens fænotyper, får hanfisken til at udvise hunlige egenskaber. Og det påvirker virkelig deres evne til at reproducere. Det kan få en befolkning til at gå ned.

Der er andre kemikalier i spildevand, der kan påvirke andre vandlevende organismer. Det er lidt mindre klart, om der er en effekt eller ej, fordi der sker så meget, når man ser på dyr i naturen. Der er tegn på, at nogle af de lægemidler, der bruges til human terapi, kan akkumuleres i fisk. Der er laboratorieundersøgelser, der viser, at de kan påvirke organismenes adfærd eller stofskifte.

Vil klimaændringer påvirke landets vandforsyning?

Ja. Her i Californien, ved udgangen af ​​det 21. århundrede, vi kommer til at have meget mindre sne i bjergene. Vores snesæk rummer omkring 30 procent af det vand, vi bruger over en årlig cyklus. Mange byer i Vesten er afhængige af sne for at lagre vandet. Og som det bliver varmere, sneen kommer ikke til at være der. Så vi bliver nødt til at justere vores system til at miste denne vigtige form for vandopbevaring.

En anden ting er de typer tørke, vi lige har oplevet her i Californien, kan blive hyppigere. Hvis det er tilfældet, vi bliver nødt til at finde måder at supplere de reservoirer, der går tørre. Vi bliver muligvis nødt til at finde måder at bruge grundvandet mere effektivt på. Eller gem mere vand for at komme ud af den slags tørke, vi lige har oplevet.

Det er blevet sagt, at amerikanerne ikke planlægger i forvejen for eventuelle katastrofer, ligesom det store jordskælv, der forventes at ramme Bay Area. Er dette sandt for tørken?

Godt, Jeg tror, ​​at forskellen mellem en tørke og et jordskælv er, at en tørke er et langsomt fænomen. Vi er lige kommet igennem en tørke, der varede syv eller otte år, og du kan se, at vi lige var begyndt at blive fokuseret på, hvad vi skulle gøre ved det. På den lyse side, en tørke er noget, der langsomt skraber op, og efterhånden som folk bliver mere og mere bevidste om det, de er i stand til at bruge mere tid og kræfter på at løse det. Men problemet er den slags løsninger, der er nødvendige for at håndtere tørken, kræver ofte lang tid at bygge, så det er svært at bygge en ny vandforsyning om natten. Det er noget, der tager årtier. Hvis du er tvunget til at gøre det på kort tid, det bliver meget dyrere, og det er måske ikke det, du har brug for på lang sigt.

Det, jeg er glad for at se, er, at staten Californien bruger tørken som en grund til at tænke over fremtiden. Så det vi hele tiden hører fra guvernørkontoret er, at tørken muligvis er slut, men det betyder ikke, at krisen er væk. Måske var tørken tilfældig. Måske var det noget, der hjalp folk med at fokusere på de langsigtede investeringer, der er nødvendige for at komme igennem århundredet.

Hvad kan vi gøre som enkeltpersoner?

Jeg tror, ​​vi alle kan meget som enkeltpersoner her. For de fleste af os i Californien, størstedelen af ​​vores vandforbrug sker udendørs. Et af de største valg, vi træffer, er, hvordan vi anlægger vores landskab. Så, hvis du er en husejer, og du har ejendom, du kan gøre en enorm forskel ved at skifte fra en græsplæne eller vandforbrugende planter til planter, der ikke kræver så meget vand. Men selv mennesker, der bor i lejligheder eller bor i tætte byer, kan gøre en forskel. Der findes alle former for VVS -inventar på markedet nu, og vi kan ændre vores vaner for at spare vand. Det er en gradvis proces, og vi ændrer langsomt vores måder.

Hvilken slags vandbesparende enheder er på markedet i horisonten?

Du kan købe et recirkulerende brusebad, hvor du først vasker dig selv, så trykker du på en knap, og det relativt rent vand, som du bruser i, kan recirkuleres tilbage, måske opvarmet lidt og så kan du tage et bad, så længe du vil uden at føle dig super skyldig i at tømme reservoiret. Men meget få mennesker ejer dem i øjeblikket i Californien.

Du kan også købe et vakuumtoilet - den slags toilet, de bruger på fly - men de fleste mennesker er ikke interesserede. De synes, det er for kompliceret, eller de ser ikke en potentiel fordel for dem. Vi får at se. Måske vil nogle af de tidlige brugere, der ønsker at vise, hvor grønne de er til deres venner, tage disse kommende teknologier til sig og hjælpe med at være pionerer i en ny industri.

Trump -administrationen trækker USA ud af Paris -klimaaftalen. Tror du, at det vil stoppe fremskridt med at genopfinde vores byinfrastruktur i byerne?

Californien ser ud til at gå sin egen vej med hensyn til miljøet. Jeg kan ikke forestille mig, hvordan vi vil stoppe med at gøre fremskridt med eller uden støtte fra Washington. Jeg er mere bekymret for andre dele af landet. Det er lidt overraskende for mange mennesker at lære, at Florida, Virginia og Georgien er bekymrede over vandmangel. Det er svært at bringe offentligheden og de folkevalgte med sig, når de bliver ved med at høre, at der ikke er noget, der hedder klimaændringer, eller at vores infrastruktur ikke har brug for flere investeringer. Så der er grunde til bekymring på nationalt plan, når vi vender ryggen til potentiel vandmangel i fremtiden eller afviser klimaændringer eller investeringer i infrastruktur, fordi de ikke er i tankerne om alle. Det er den slags ting, der bekymrer mig.