Питьевое водоснабжение и санитария в США

Проблемы, которые влияют на водоснабжение и санитарию в Соединенных Штатах, включают нехватку воды , загрязнение , задержку инвестиций, озабоченность по поводу доступности воды для беднейших слоев населения и быстро уходящую на пенсию рабочую силу. Ожидается, что повышенная изменчивость и интенсивность осадков в результате изменения климата вызовет как более сильные засухи, так и наводнения с потенциально серьезными последствиями для водоснабжения и загрязнения в результате комбинированных переливов канализационных сетей . ^{[8] [9]} Засуха, вероятно, особенно затронет 66 процентов американцев, чьи общины зависят от поверхностных вод. ^[2] Что касается качества питьевой воды., существуют опасения по поводу побочных продуктов дезинфекции, свинца , перхлоратов , PFAS и фармацевтических веществ, но в целом качество питьевой воды в США хорошее.

Города, коммунальные предприятия, правительства штатов и федеральное правительство по-разному решили вышеуказанные проблемы. Чтобы не отставать от спроса со стороны растущего населения, коммунальные предприятия традиционно увеличивали предложение. Однако, столкнувшись с растущими затратами и засухой, водосбережению начинает уделяться все больше внимания и поддерживается федеральной программой WaterSense . Повторное использование очищенных сточных вод для непитьевого использования также становятся все более распространенными. Загрязнение из-за сбросов сточных вод, являвшееся серьезной проблемой в 1960-х годах, в значительной степени находится под контролем.

Большинство американцев обслуживаются коммунальными предприятиями водоснабжения и канализации, находящимися в государственной собственности. Общественные системы водоснабжения , которые обслуживают более 25 потребителей или 15 подключений к услугам, регулируются Агентством по охране окружающей среды США (EPA) и государственными агентствами в соответствии с Законом о безопасной питьевой воде (SDWA). ^[10] 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 домашних хозяйств обслуживаются собственными колодцами. ^{[11] [12]} Системы сточных вод также регулируются EPA и правительствами штатов в соответствии с Законом о чистой воде (CWA). Коммунальные комиссииили комиссии по коммунальным услугам регулируют тарифы, взимаемые частными коммунальными предприятиями. В некоторых штатах они также регулируют тарифы коммунальных предприятий. EPA также предоставляет финансирование коммунальным предприятиям через государственные возобновляемые фонды . ^{[ необходима цитата ]}

Потребление воды в Соединенных Штатах более чем вдвое выше, чем в Центральной Европе, с большими колебаниями между штатами. В 2002 году средняя американская семья потратила 474 доллара на воду и канализацию ^[2], что примерно на том же уровне, что и в Европе. Среднее домохозяйство тратило около 1,1 процента своего дохода на воду и канализацию. ^[13] К 2018 году 87% населения Америки получают воду от государственных компаний водоснабжения . ^[14]

История [ править ]

В 19 веке многие американские города были поражены крупными вспышками болезней, включая холеру в 1832, 1849 и 1866 годах и брюшной тиф в 1848 году. ^[15] В быстрорастущих городах не было канализации, и в городских условиях использовались зараженные колодцы. питьевое водоснабжение. В середине 19 века во многих городах были построены централизованные системы водоснабжения. Однако изначально эти системы обеспечивали сырую речную воду без какой-либо обработки. Только после Джона Сноуустановил 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. Канализация строилась с 1850-х годов, первоначально на основании ошибочного убеждения, что плохой воздух ( теория миазмов ) вызывает холеру и брюшной тиф. Только в 1890-х годах общепризнанная микробная теория болезней возобладала.

Однако большая часть сточных вод по- прежнему сбрасывалась без какой-либо очистки, поскольку считалось, что сточные воды не вредны для водоприемников из-за естественного разбавления и способности рек, озер и моря к самоочищению. Очистка сточных вод получила широкое распространение только после введения федерального финансирования в 1948 году и особенно после повышения экологической сознательности и увеличения финансирования в 1970-х годах. С 1948 по 1987 год федеральное финансирование санитарии предоставлялось в виде грантов местным органам власти. Конгресс внес поправки в CWA в 1987 году и изменил систему финансирования очистки сточных вод на займы через возобновляемые фонды. Конгресс добавил к SDWA оборотный фонд штата для коммунальных предприятий питьевого водоснабжения в 1996 году.

Водопровод до 1948 г. [ править ]

В 1840-х и 1850-х годах крупнейшие города США строили трубопроводы для подачи питьевой воды из рек или озер. Однако изначально питьевая вода не обрабатывалась, поскольку связь между патогенами, передающимися через воду, и болезнями еще не была хорошо известна. В 1842 году Нью-Йорк был одним из первых городов США, которые использовали водные ресурсы за пределами городской черты. Он перекрыл реку Кротон в округе Вестчестер, штат Нью-Йорк, и построил акведук от водохранилища до города. ^[16] Также в 1842 году было завершено строительство первых водопроводных сооружений в Чикаго , с водопроводом из кедра и водозабором, расположенным примерно в 150 футах (46 м) в озере Мичиган . ^[17] В 1848 году, Бостонначато строительство водопроводной сети. Приток реки Садбери был перекрыт, образовав озеро Кочитуат , откуда акведук Кочитуат транспортировал воду в водохранилище Бруклин, которое питало распределительную систему города. ^[18] В 1853 году Вашингтон, округ Колумбия, последовал его примеру, начав строительство Вашингтонского акведука для обеспечения водой из Большого водопада на реке Потомак . ^[19]

В 1854 году британский врач Джон Сноу обнаружил, что холера распространяется через загрязненную воду. В результате его находок в нескольких городах начали обрабатывать всю воду песочными фильтрами и хлором, прежде чем раздавать ее населению. До того, как на рубеже 20-го века были предприняты попытки очистить питьевую воду, смертность среди детей в возрасте от 1 до 5 лет в Соединенных Штатах в некоторых крупных речных городах составляла почти каждый пятый. Чистая вода, по оценкам, сократила примерно на три четверти детской смертности и две трети детской смертности. ^[10] К 1900 году песчаная фильтрация получила широкое распространение. В 1908 году первое непрерывное применение хлорирования питьевой воды в США было в Джерси-Сити, штат Нью-Джерси (и не без разногласий). ^[20]В городах также начали строить коллекторы. ^[15] В результате очистки воды и санитарии заболеваемость холерой и брюшным тифом быстро снизилась. Изначально медленная фильтрация через песок была предпочтительной технологией для очистки воды ^{[20] : 2} позже постепенно вытеснялась быстрой фильтрацией через песок . ^[21] В результате усилий по очистке воды, в частности, снизилась смертность среди чернокожих младенцев ^{[22], что} привело к 13-процентному сокращению разрыва между смертностью среди чернокожих и белых младенцев. ^[23]

На засушливом юго-западе Америки потребность в воде быстро растущих городов, таких как Лос-Анджелес, превышала доступность местной воды, что потребовало строительства крупных трубопроводов для подачи воды из удаленных источников. Наиболее ярким примером является первый акведук в Лос-Анджелесе, построенный между 1905 и 1913 годами для подачи воды из долины Оуэнс на расстояние 375 км.

Стандарты качества питьевой воды были впервые выпущены в 1914 году Службой общественного здравоохранения США . Однако они подлежали исполнению только для межгосударственных перевозчиков (таких как железные дороги) в определенных точках, где перекачивалась вода. ^[10]

Санитария до 1948 г. [ править ]

Большинство первых канализационных систем в Соединенных Штатах были построены в виде комбинированных коллекторов (по которым проходила и ливневая вода, и канализация). Они сбрасываются в реки, озера и море без какой-либо обработки. Основной причиной выбора комбинированной канализации над отдельными системами (отделением бытовой канализации от ливневой канализации ) было убеждение, что комбинированные канализационные системы дешевле построить, чем отдельные системы. Кроме того, в то время в Европе не было прецедента успешных раздельных канализационных систем. ^[15] Первые крупномасштабные канализационные системы в Соединенных Штатах были построены в Чикаго и Бруклине в конце 1850-х годов, а затем в других крупных городах США. ^[15]

В конце 19 века было построено несколько очистных сооружений для очистки комбинированных сточных вод из-за связанных с этим трудностей. К 1892 году в США было всего 27 городов с очистными сооружениями, большинство из которых «очищали» сточные воды с помощью землепользования. Из этих 27 городов 26 имели отдельные системы бытовой и ливневой канализации, что облегчало очистку сточных вод, поскольку не было необходимости в больших мощностях для приема потоков влажной погоды. Кроме того, существовало мнение, что разбавленные комбинированные сточные воды не вредны для водоприемников из-за естественного разбавления и способности рек, озер и моря к самоочищению. ^[15]В начале 20 века возник спор между теми, кто считал, что строительство очистных сооружений отвечает интересам общественного здравоохранения, и теми, кто считал их строительство ненужным. Тем не менее, многие города стали отдавать предпочтение отдельным канализационным системам, создавая благоприятные условия для добавления очистных сооружений в будущем. ^[15]

Там, где сточные воды очищались, они обычно сбрасывались в реки или озера. Однако в 1932 году в парке Голден-Гейт в Сан-Франциско было построено первое в США предприятие по переработке воды для повторного использования очищенных сточных вод при орошении ландшафтов.

Санитарная канализация - не единственное применяемое решение для санитарии. Они были особенно полезны в городских районах с высокой плотностью населения. Однако в некоторых недавно построенных районах с низкой плотностью населения были построены децентрализованные септические системы . Они были привлекательными, поскольку снижали капитальные затраты и имели меньшие затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание по сравнению с установками очистки сточных вод. ^[15]

После 1948: войдите в федеральное правительство [ править ]

В первой половине 20 века водоснабжение и канализация находились в ведении местных органов власти с регулированием на государственном уровне; в то время федеральное правительство почти не играло 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 для санитарной инфраструктуры. В 1965 году в Закон были внесены поправки, устанавливающие единый набор стандартов качества воды и создание Федерального управления по контролю за загрязнением воды, уполномоченного устанавливать стандарты там, где государства этого не сделали. ^[15]Всеобъемлющие федеральные правила водоснабжения и санитарии были введены в 1970-х годах в ответ на рост экологических проблем. В 1970 году администрация Ричарда Никсона учредила Агентство по охране окружающей среды , и полномочия по управлению различными экологическими программами были переданы новому агентству. ^[24] В 1972 году Конгресс принял Закон о чистой воде (CWA), обязывающий промышленные предприятия и муниципальные предприятия по очистке сточных вод активно улучшать свои методы обработки отходов, чтобы ограничить воздействие загрязнителей на источники пресной воды. ^[25] В 1974 г. был принят Закон о безопасной питьевой воде для регулирования общественных систем водоснабжения.. Это было вызвано возрождением озабоченности по поводу безопасности питьевой воды из-за достижений в химии, которые выявили в воде органические химические вещества, предположительно связанные с раком. ^{[10] В} этом законе определен ряд загрязняющих веществ, за которыми необходимо внимательно следить и сообщать жителям, если они превышают максимально допустимые уровни загрязнения (ПДК). EPA было поручено разработать стандарты питьевой воды для всех общественных систем, определенных как те, которые обслуживают более 25 потребителей или 15 сервисных подключений. ^[10] С тех пор системы питьевого водоснабжения находились под пристальным наблюдением федерального правительства, правительства штата и муниципалитетов на предмет безопасности и соответствия существующим нормам. ^[26]CWA поставил беспрецедентную цель по ликвидации всех загрязнений воды к 1985 году и санкционировал огромные расходы в размере 24,6 миллиарда долларов на исследовательские и строительные субсидии для очистки городских сточных вод. Первоначально средства послужили стимулом для создания централизованной инфраструктуры сбора и очистки сточных вод для муниципалитетов вместо децентрализованных систем. ^[15] Однако поправки 1977 г. к CWA потребовали, чтобы общины рассмотрели альтернативы обычным централизованным системам канализации, и для таких альтернатив была предоставлена ​​финансовая помощь. ^[15] В середине 1990-х годов децентрализованные системы обслуживали примерно 25 процентов населения США и примерно 37 процентов новых жилых домов. ^[27]

Между федеральным правительством и местным правительством возникли разногласия по поводу надлежащего уровня очистки сточных вод, при этом первые настаивали на более строгих стандартах. Например, в конце 80-х годов прошлого века город Сан-Диего и Агентство по охране окружающей среды участвовали в судебном споре по поводу требования очищать сточные воды на очистных сооружениях Пойнт-Лома до стандартов вторичной очистки . Город победил, заявив, что он сэкономил налогоплательщикам около 3 миллиардов долларов, и этот процесс оказался успешным в поддержании здоровой окружающей среды океана. На заводе в Пойнт-Лома используется усовершенствованный первичный процесс . ^[28]В 1995 году Агентство по охране окружающей среды отменило требование о проведении вторичной очистки сточных вод перед их сбросом в океан, «принимая во внимание уникальные обстоятельства города». ^[29]

В 1987 году Конгресс принял Закон о качестве воды , который заменил программу строительных субсидий системой субсидируемых займов с использованием Государственного оборотного фонда чистой воды (CWSRF). ^[30] В то время планировалось полностью отказаться от федерального финансирования через несколько лет. Финансирование достигло пика в 1991 году и после этого продолжало оставаться на высоком уровне, несмотря на первоначальные намерения. Возникли новые проблемы, такие как необходимость решения проблемы комбинированного перелива канализационных сетей, в отношении которой EPA издало политику в 1994 году. ^[31] В 1996 году Конгресс учредил Оборотный фонд штата питьевой воды , опираясь на успех CWSRF, с целью финансирования инвестиций в улучшить соблюдение более строгих стандартов качества питьевой воды.^[32]

Технический и экологический обзор [ править ]

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

Инфраструктура [ править ]

Инфраструктура централизованного питьевого водоснабжения в США состоит из плотин и резервуаров , колодцев , насосных станций , акведуков для транспортировки большого количества воды на большие расстояния, водоочистных сооружений , резервуаров в системе распределения воды (включая водонапорные башни ). и 1,8 миллиона миль распределительных линий. ^{[5] : 14}В зависимости от расположения и качества источника воды все или некоторые из этих элементов могут присутствовать в конкретной системе водоснабжения. В дополнение к этой инфраструктуре для централизованного сетевого распределения более 13 миллионов домохозяйств полагаются на собственные источники воды, обычно колодцы. ^{[11] [12]}

Централизованная инфраструктура канализации в США состоит из 1,2 миллиона миль канализационных сетей, включая как канализационные, так и комбинированные , канализационные насосные станции и государственные очистные сооружения (POTW). По оценкам EPA, в 2004 году действовало не менее 16 583 POTW, обслуживающих население в 222,8 миллиона человек. ^[33] Около 772 сообществ в США объединены канализационными системами, обслуживая около 40 миллионов человек. ^[34] Кроме того, по крайней мере 17% американцев обслуживаются местными системами санитарии, такими как септики . ^[35]

Источники воды [ править ]

Около 66% населения США (195 миллионов человек) обслуживаются системами поверхностных вод , а 34% (101 миллион) обслуживаются системами, снабженными грунтовыми водами (по состоянию на 2009 г.). Большинство систем подземных вод находятся в небольших населенных пунктах и ​​составляют 90% всего населения государственных водных систем. ^[2]

Для того, чтобы система поверхностных вод могла работать без фильтрации, она должна соответствовать определенным критериям, установленным EPA в соответствии с его Правилом очистки поверхностных вод, включая реализацию программы контроля водосборов. Водная система Нью-Йорка неоднократно соответствовала этим критериям. ^[36]

Города, снабжаемые преимущественно поверхностными водами без водоочистки [ править ]

Бостон , Нью-Йорк , Сан-Франциско , Денвер и Портленд, штат Орегон, являются одними из крупных городов США, которым не нужно обрабатывать свои поверхностные источники воды помимо дезинфекции, поскольку их источники воды расположены в верховьях охраняемых водосборов и таким образом, естественно, очень чисты. ^[37] Бостон получает большую часть воды из водохранилищ Куаббин и Вачусетт, а также из реки Уэр в центральном и западном Массачусетсе. Водоснабжения Нью - Йорка питается от 2000 квадратных миль (5,200 км ² ) водоразделов в горах Катскилл. Водораздел находится в одной из крупнейших охраняемых территорий дикой природы в Соединенных Штатах. ^[38] Сан-Франциско получает 85% питьевой воды за счет таяния снегов в высоких горах Сьерры через водохранилище Хетч-Хетчи в национальном парке Йосемити. ^[39] Однако, чтобы дополнить импортное водоснабжение и поддержать 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 использованная вода для орошения, местных грунтовых вод и опреснения в периоды засухи - все это в рамках своей Программы диверсификации водоснабжения. ^[40]Самый крупный источник водоснабжения Портленда, штат Орегон, - это водораздел Булл Ран . ^[41] Денвер получает воду почти полностью за счет таяния снегов в горах в ряде особо охраняемых водоразделов более чем в 9 округах. Его вода хранится в 14 резервуарах, крупнейшим из которых является водохранилище Диллон на реке Блю в реке Колорадо. Вода оттуда отводится через туннель Гарольда Д. Робертса под континентальным водоразделом в бассейн реки Саут-Платт . ^[42]

Города, снабжаемые в основном поверхностными водами с водоподготовкой [ править ]

Города, которые зависят от более или менее загрязненных поверхностных вод из нижнего течения рек, должны полагаться на обширные и дорогостоящие очистные сооружения. Долина Лас-Вегаса получает 90% воды из озера Мид на реке Колорадо , пострадавшей от засухи. ^[43] Для обеспечения части водоснабжения в будущем Лас-Вегас планирует купить права на воду в Змеиной долине в округе Уайт-Пайн , в 400 км к северу от города, расположенного на границе с Ютой и другими районами, перекачивая воду в Лас-Вегас через трубопровод стоимостью 2 миллиарда долларов США. ^[44] Феникс получает около половины своей питьевой воды из Соленой реки.- Водораздел реки Верде и около 40% от реки Колорадо ниже по течению у озера Хавасу в рамках проекта « Центральная Аризона» . Лос-Анджелес получает около половины своей питьевой воды из реки Оуэнс и озера Моно через акведук Лос-Анджелеса , ^[45] с дополнительными запасами из озера Хавасу через акведук реки Колорадо. ^[46] Сан-Диего импортирует почти 90 процентов воды из других регионов, особенно из северной Калифорнии и реки Колорадо. ^[47]

В городах на реке Миссисипи снабжаются водой из этой реки в Мемфисе , за исключением. Город Атланта получает 70% воды из реки Чаттахучи и еще 28% из рек Этова , Флинт , Окмалджи и Окони . ^[48] Чикаго снабжается водой из озера Мичиган, а Детройт получает воду из реки Детройт . ^[49] Филадельфия получает 60% воды из реки Делавэр и 40% из реки Шуйлкилл .^[50] Вашингтон, округ Колумбия, получает воду из реки Потомак через Вашингтонский акведук . ^[51]

Города в основном питаются подземными водами [ править ]

Майами и его пригороды 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. ^[52] Мемфис получает воду из артезианских водоносных горизонтов . ^[53] Сан-Антонио забирает большую часть воды из водоносного горизонта Эдвардса ; ^{[54] [55]} он не использовал поверхностные воды до 2006 года. ^[56]

Города снабжены смесью подземных и поверхностных вод [ править ]

Семьдесят один процент поставок Хьюстона течет из реки Тринити в озеро Ливингстон и из реки Сан-Хасинто в озера Конро и Хьюстон . Глубокие подземные скважины, пробуренные в водоносные горизонты Эванджелин и Шико, обеспечивают остальные 29 процентов водоснабжения города. ^[57]

Использование воды [ править ]

Домашнее водопользование (также называемое домашним или бытовым использованием воды) в Соединенных Штатах было оценено Геологической службой США в 29,4 миллиарда галлонов США (111 000 000 м ³ ) в день в 2005 г. ^[58] и 27,4 миллиарда галлонов США (104 000 000 м 3). ³ ) в сутки в 2010 г. (снижение на 7%). ^[1] Большая часть воды для бытовых нужд обеспечивается через сети общего пользования. 13% или 3,6 миллиарда галлонов США (14 000 000 м ³ ) воды поставляется самостоятельно. ^[1] Среднее потребление воды в домашних условиях на человека в США составляло 98 галлонов США (370 л) в день в 2005 г. ^[58] и 88 галлонов США (330 л) в день в 2010 г. ^[1] Это примерно в 2,2 раза выше, чем вАнглия (150 литров) ^[59] и в 2,6 раза больше, чем в Германии (126 литров). ^{[60] [61]}

Одной из причин высокого использования воды для бытовых нужд в США является высокая доля использования воды вне помещений. Например, на засушливом Западе наблюдается один из самых высоких показателей водопотребления на душу населения для бытовых нужд, в основном из-за ландшафтного орошения. Потребление воды в домашних условиях 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. ^[1] Согласно исследованию 1999 года, в среднем по США 58% бытовой воды используется на открытом воздухе для садоводства, плавательных бассейнов и т. Д., А 42% используется внутри помещений. ^[62] В обновленном исследовании 1999 года, проведенном в 2016 году, измерялись средние количества и процентные доли семи конечных пользователей воды в помещениях : ^[63]

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

Лишь очень небольшая часть коммунального водоснабжения используется для питья. Согласно одному из опросов, проведенных в 2002 году среди 1000 домашних хозяйств, примерно 56% американцев пили воду прямо из-под крана, а еще 37% пили воду из-под крана после фильтрации. ^[64] 74% американцев сказали, что покупали воду в бутылках . ^[64] Согласно нерепрезентативному опросу, проведенному 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 питьевой воды из-под крана, потому что опасаются, что она вызывает заболевание, что приводит к увеличению затрат на покупку бутилированной и фильтрованной воды. ^[65] Это понятие также повторяется среди азиатов.^[65]

Институциональный обзор [ править ]

Поставщики услуг [ править ]

EPA определяет общественную систему водоснабжения (PWS) как систему, которая обеспечивает воду для потребления людьми по трубам или другим сооруженным транспортным средствам не менее чем к 15 подключениям к услугам или обслуживает в среднем не менее 25 человек не менее 60 дней в году. Агентство определило три типа PWS:

1. Система коммунального водоснабжения (CWS). МОН, обеспечивающая водой одно и то же население круглый год.
2. Непрерывная водная система вне сообщества (NTNCWS). МОН, который регулярно снабжает водой не менее 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, у которых есть собственные системы водоснабжения.
3. Переходная система водоснабжения вне сообщества (TNCWS). Система водоснабжения и водоснабжение в таких местах, как заправочная станция или кемпинг, где люди не остаются в течение длительного периода времени. ^[66]

В 2007 году в Соединенных Штатах насчитывалось около 155 000 PWS, из которых 52 000 CWS. МОН являются государственными, кооперативными или частными ^[6], обслуживая в общей сложности около 242 миллионов человек в 2000 году. EPA оценивает число бенефициаров общественных систем водоснабжения в 288 миллионов в 2007 году ^[6]. По оценкам Геологической службы США, «Около 242 миллионов человек зависели от воды от государственных поставщиков» в 2000 году. ^[67] Четыре тысячи систем обеспечивают водой населенные пункты с более чем 10 000 жителей, а остальные 50 000 систем обеспечивают водой населенные пункты с населением менее 10 000 человек. ^[6] В 2000 году 15% американцев (43,5 миллиона человек) использовали собственный источник питьевой воды, обычно колодец.^{[58] [11]}

Коммунальные предприятия, отвечающие за коммунальные системы водоснабжения и канализации, могут принадлежать, финансироваться, эксплуатироваться и обслуживаться государственным предприятием, частной компанией или обе стороны могут разделять обязанности в рамках государственно-частного партнерства . Коммунальные предприятия могут отвечать только за водоснабжение и / или канализацию, или они также могут нести ответственность за предоставление других услуг, в частности, электричества и газа. В последнем случае они называются многофункциональными. Поставщики воды наливом - 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 государственной системой водоснабжения, обслуживаются государственными или кооперативными организациями. ^{[68] [69]} Обычно государственные системы управляются коммунальными предприятиями , которые принадлежат городу или округу, но имеют отдельную правосубъектность, управление и финансы. Примерами могут служить в округ Колумбия водопроводных и канализационных Authority , в Лос - Анджелесе Департамент водных ресурсов и энергетики и Denver Water . В некоторых случаях коммунальные предприятия охватывают несколько юрисдикций. Примером может служить Санитарная комиссия пригородов Вашингтона, которая охватывает два округа в штате Мэриленд. Коммунальные кооперативыявляются основным поставщиком услуг водоснабжения, особенно в малых городах и сельской местности ^{[70] [71]}

Частные коммунальные услуги. Около половины американских предприятий питьевого водоснабжения, или около 26 700, находятся в частной собственности, обеспечивая водой 11% американцев, обслуживаемых государственными системами водоснабжения. ^[68] Большинство частных коммунальных предприятий небольшие, но некоторые крупные и торгуются на фондовой бирже. Крупнейшей частной компанией водоснабжения в США является American Water , которая обслуживает 15 миллионов клиентов в 1600 общинах в США и Канаде. ^[72] За ней следует United Water , которая обслуживает 7 миллионов клиентов и принадлежит французской фирме Suez Environnement . ^[73] В целом, около 33,5 миллионов американцев (11% населения) получают воду из частных предприятий водоснабжения.^[68] 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 организаций (обычно муниципалитетов) заключают контракты с частными компаниями на предоставление услуг по водоснабжению и / или очистке сточных вод. ^[68]

Мульти-коммунальные услуги. Некоторые коммунальные предприятия в США предоставляют только услуги водоснабжения и / или канализации, в то время как другие - это универсальные коммунальные предприятия, которые также предоставляют услуги по электроэнергии и газу. Примерами коммунальных предприятий, которые предоставляют только услуги водоснабжения и канализации, являются Бостонская комиссия по водоснабжению и канализации , Коммунальные предприятия Далласа , Департамент охраны окружающей среды города Нью-Йорка , Коммунальные предприятия Сиэтла и Санитарная комиссия пригорода Вашингтона . Другие коммунальные предприятия, такие как Комиссия по коммунальным предприятиям Сан-Франциско , предоставляют электроэнергию в дополнение к услугам водоснабжения и канализации. Другие коммунальные предприятия предоставляют электроэнергию и водоснабжение, но не предоставляют услуги канализации, такие какДепартамент водоснабжения и энергетики Лос-Анджелеса и Комиссия по коммунальным предприятиям Орландо . Есть также некоторые коммунальные предприятия, которые предоставляют только услуги канализации, например, муниципальный район мелиорации воды в Большом Чикаго или канализационное предприятие в городе Санта-Клара . ^[74]

Поставщики воды наливом. Есть также несколько крупных поставщиков воды на засушливом юго-западе США, которые продают воду коммунальным предприятиям. Митрополит Водный район Южной Калифорнии (ММР) продает очищенную воду из реки Колорадо и Северной Калифорнии его утилиты членов в Южной Калифорнии через Калифорнийский Акведук . Двадцать шесть городов и водных округов, обслуживающих 18 миллионов человек, являются членами MWD. ^[75] 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). ^[76]

Регуляторы [ править ]

Экономическое регулирование поставщиков услуг водоснабжения и санитарии в США (в частности, в отношении установления тарифов на воду для пользователей) обычно входит в обязанности регулирующих органов, таких как Комиссии по коммунальным предприятиям на уровне штата, которые организованы в Национальную ассоциацию регулирующих органов. Комиссары по коммунальным предприятиям. ^[77] (см. Экономический регулятор ). Однако, хотя все коммунальные предприятия, принадлежащие инвесторам, подлежат тарифному регулированию, только некоторые коммунальные предприятия подпадают под такое же регулирование. Фактически, только в 12 штатах есть законы, ограничивающие практику ценообразования для коммунальных предприятий водоснабжения и канализации. ^[78]

Регулирование качества окружающей среды и питьевой воды является обязанностью государственных департаментов здравоохранения или окружающей среды и Агентства по охране окружающей среды. ^[79]

Другие заинтересованные стороны [ править ]

Существует ряд профессиональных ассоциаций , торговых ассоциаций и других неправительственных организаций (НПО), которые активно занимаются водоснабжением и санитарией.

К профессиональным ассоциациям относятся Американское общество инженеров-строителей, занимающееся пропагандой государственного оборотного фонда и законодательства о развитии водных ресурсов, Американская ассоциация водопроводных сооружений (AWWA), ориентированная в основном на специалистов по питьевой воде, и Федерация водной среды (WEF), ориентированная в основном на специалистов по очистке сточных вод. Географический охват обоих больше, чем у США: AWWA имеет членов в 100 странах ^[80] с акцентом на США и Канаду, а WEF имеет членские ассоциации в 30 странах. ^[81]

В секторе существует ряд торговых ассоциаций, в том числе:

• Национальная ассоциация компаний водоснабжения (NAWC), основанная в 1895 году, которая представляет интересы малых и крупных частных предприятий водоснабжения и водоотведения; ^[82]
• Национальная ассоциация чистой воды агентств (NACWA) , основанная в 1970 году, которая представляет интересы коммунальных сточных вод; ^[83]
• Национальная ассоциация сельского водоснабжения (NRWA), основанная в 1976 году, который представляет собой небольшие воды и сточных вод коммунальных услуг; ^[70]
• Ассоциация городских агентств водоснабжения (AMWA), основанная в 1981 году, которая представляет интересы крупных государственных предприятий питьевого водоснабжения. ^[84]
• Ассоциация повторного использования воды, основанная в 2000 году, содействует мелиорации, переработке, повторному использованию и опреснению воды. ^[85]
• Ассоциация качества воды представляет производитель и дилер оборудования для очистки воды. ^[86]

Помимо лоббирования , некоторые из этих торговых ассоциаций также предоставляют своим членам общественное образование, а также обучение и техническую помощь. ^{[87] [88]}

Примером неправительственной организации, занимающейся водоснабжением и санитарией, является Food & Water Watch , группа по защите прав потребителей, созданная в 2005 году, которая занимается вопросами корпоративной и государственной ответственности в отношении продуктов питания, воды и рыболовства. Другим примером является Альянс за эффективность использования водных ресурсов (AWE), который был создан в 2007 году на начальное финансирование Агентства по охране окружающей среды для «поддержки исследований, оценки и образования в области эффективности использования воды» на национальном уровне. Члены Совета директоров «представляют водоканалы, экологические организации, ассоциации водопроводчиков и бытовой техники, производителей ирригационных систем, академическое сообщество, правительство и других». ^[89]

Проблемы [ править ]

Среди основных проблем, стоящих перед водопользователями и водным хозяйством США в 2009 г., являются нехватка воды и адаптация к изменению климата; опасения по поводу комбинированных переливов канализации и качества питьевой воды; а также опасения по поводу разрыва между инвестиционными потребностями и фактическими инвестициями. К другим проблемам относятся опасения по поводу быстрого выхода на пенсию рабочей силы, доступности счетов за воду для бедных во время рецессии и фторирования воды, против чего некоторые выступают главным образом по этическим соображениям и соображениям безопасности.

Нехватка воды и изменение климата [ править ]

С каждым годом водопотребление в Соединенных Штатах увеличивается, и многие регионы начинают чувствовать давление. По крайней мере, 36 штатов ожидают к 2013 году нехватку воды на местном, региональном или общегосударственном уровне, даже в условиях отсутствия засухи. ^[90]

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

• Растущие потребности в воде. Более жаркое лето означает более жадные люди и растения. Кроме того, большее испарение 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 Соединенных Штатов приведет к сокращению речного стока и будет способствовать увеличению суровости, частоты и продолжительности засух.
• Сезонное сокращение предложения. Многие коммунальные службы зависят от зимнего снежного покрова, чтобы накапливать воду, а затем постепенно выпускать ее через таяние снега весной и летом. Более высокие температуры ускорят таяние снегов, в результате чего основная часть стока будет происходить раньше и потенциально увеличит потребности в хранении воды в этих районах. ^[9]

Загрязнение [ править ]

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. НАС обнаружил, что информации о качестве питьевой воды действительно не так много. Возможно, наиболее важной частью исследования, по словам высокопоставленных должностных лиц Агентства по охране окружающей среды, ответственных за выполнение закона 1974 г., было то, что в нем были описаны некоторые методологии оценки риска для химических веществ, которые предположительно являются канцерогенными. ^[91]

Согласно переписи населения США 2015 года, пятая часть всех домохозяйств не подключена к коммунальной канализационной системе. Кроме того, во многих домашних хозяйствах имеются системы отвода сточных вод, не прошедшие надлежащую очистку, такие как канализационные системы, напрямую соединенные с близлежащими водоемами, и септические системы, ведущие к фекальному загрязнению. ^[92]

Например, в округе Барри-Истон, штат Мичиган, 10% из 1,3 миллиона местных систем очистки сточных вод неисправны, в результате чего сточные воды попадают в озера и ручьи. ^[93]

Это загрязнение воды вызывает ряд проблем со здоровьем в США, особенно среди меньшинств и лиц с низкими доходами. В округе Лоус, штат Алабама, сегодня люди поражены анкилостомами из-за антисанитарной утилизации отходов. 73% жителей сообщили, что в их дома стекают канализационные сточные воды, а у 34% опрошенных жителей были обнаружены анкилостомы. ^[94] Эти загрязненные водоемы также напрямую влияют на источники питьевой воды, среду обитания и места отдыха, создавая больше проблем для окружающей среды. В целом стоимость замены вышедших из строя канализационных систем и удаления фекальных отходов из воды обычно выше, чем размещение альтернативной инфраструктуры и поддержание адекватно функционирующих систем. ^[94]

Переполнение канализации

Комбинированные переливы канализации (CSO) и переливы бытовых канализаций влияют на качество водных ресурсов во многих частях США. Около 772 сообществ объединили канализационные системы, обслуживая около 40 миллионов человек, в основном на северо-востоке, в районе Великих озер и на северо-западе Тихого океана. ^[34] Сбросы CSO во время сильных штормов могут вызвать серьезное загрязнение воды . В отчете EPA Конгрессу за 2004 год подсчитано, что в США происходит 9 348 оттоков ОГО, сбрасывающих в окружающую среду около 850 миллиардов галлонов США (3,2 × 10 ⁹  м ³ ) неочищенных сточных вод и ливневых вод. ^[95]По оценкам Агентства по охране окружающей среды, ежегодно происходит от 23 000 до 75 000 разливов бытовых сточных вод, что приводит к выбросам от 3 до 10 миллиардов галлонов США (38 000 000 м ³ ) неочищенных сточных вод. ^[95]

Повышенная частота и интенсивность дождя в результате изменения климата ^{[8] [96]} приведет к дополнительному загрязнению воды из-за систем очистки, хранения и транспортировки сточных вод » ^[96]. По большей части, очистные сооружения и комбинированные канализационные системы Программы контроля перелива были разработаны на основе исторических гидрологических данных, не принимая во внимание ожидаемые изменения в условиях стока из-за изменения климата. ^[96]

Качество питьевой воды

Есть несколько аспектов качества питьевой воды , которые имеют некоторое беспокойство в Соединенных Штатах, в том числе Cryptosporidium , ^[97] побочные продукты дезинфекции , свинец , перхлораты , ослабленным и полифторалкильными веществ (СЗ) и фармацевтических субстанций. Почти во всех случаях общественные системы водоснабжения соответствуют стандартам MCL, выпущенным EPA. (Для перхлората, ПФАС или большинства фармацевтических субстанций нет федеральных нормативов MCL.)

В то время как свинец в питьевой воде продолжает оставаться проблемой общественного здравоохранения в некоторых общинах, источник свинца , как правило , из свинцовых линий услуг , а не вода , поступающая с помощью утилиты. ^[98] Правило свинца и меди (LCR) Агентства по охране окружающей среды (EPA ) не устанавливает MCL, но требует, чтобы коммунальное предприятие приняло меры, когда уровень свинца в месте нахождения потребителя достигает 0,015 мг / л. ^[99] Типичным действием коммунальных служб является корректировка химического состава питьевой воды с помощью антикоррозионных добавок, но также возможна замена свинцовых коммуникационных линий (труб, соединяющих водопровод с домом). ^[100] Большинство сообществ избегают замены ведущей линии обслуживания из-за высокой стоимости. ^[101]

В 2011 году Конгресс принял Закон о сокращении содержания свинца в питьевой воде, ужесточающий определение понятия «бессвинцовая» сантехника. ^[102] 1 сентября 2020 года EPA опубликовало окончательное правило, реализующее этот закон. ^[103]

В ответ на кризис водоснабжения во Флинте, штат Мичиган , EPA опубликовало 15 января 2021 года пересмотренный LCR, касающийся испытаний, замены труб и связанных с ними вопросов. Правило предусматривает дополнительные требования к отбору проб воды из-под крана, борьбе с коррозией, работе с населением и проверке воды в школах. Правило продолжает требование о замене ведущих линий обслуживания, когда «уровень действий» для свинца превышен, но требует, чтобы коммунальное предприятие заменяло не менее 3 процентов своих линий ежегодно, по сравнению с 7 процентами согласно предыдущему правилу. ^{[104] [105]}

Правило доверия потребителей от 1998 года EPA требует, чтобы большинство государственных поставщиков воды предоставляли своим клиентам отчеты о доверии потребителей, также известные как годовые отчеты о качестве воды. ^[106] Каждый год к 1 июля каждый, кто подключен к общественной системе водоснабжения, должен получать по почте годовой отчет о качестве воды, в котором сообщается, откуда поступает вода в конкретной местности и что в ней содержится. Потребители могут узнать об этих местных отчетах на карте, предоставленной EPA. ^[107] 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 служб. ^[64]

26 июня 2019 года EPA опубликовало предлагаемое правило для перхлората с предлагаемым ПДК 0,056 мг / л для общественных систем водоснабжения. ^[108] 18 июня 2020 года Агентство по охране окружающей среды объявило, что отзывает свое предложение от 2019 года, заявив, что оно предприняло «активные шаги» с властями штата и местными властями для решения проблемы загрязнения перхлоратами. ^[109] В сентябре 2020 года Совет по защите природных ресурсов подал иск против EPA за его неспособность регулировать перхлораты и заявил, что 26 миллионов человек могут пострадать от перхлората в питьевой воде. ^[110]

В марте 2020 года EPA опубликовало уведомление в Федеральном реестре с просьбой прокомментировать, следует ли устанавливать стандарты питьевой воды для перфтороктановой кислоты (PFOA) и перфтороктансульфоновой кислоты (PFOS) в системах водоснабжения общего пользования. ^[111]

Инвестиционный разрыв [ править ]

В своей отчетной карте по инфраструктуре Американское общество инженеров-строителей (ASCE) присвоило инфраструктуре питьевой воды и сточных вод в США оценку D- в 2005 году по сравнению с D в 2001 году. Согласно отчету, «национальная система питьевой воды сталкивается с проблемами. ошеломляющие государственные инвестиции необходимы для замены стареющих объектов, соблюдения правил безопасной питьевой воды и удовлетворения будущих потребностей ». ^[112] Инвестиционные потребности составляют около 19 миллиардов долларов в год на санитарию и 14 миллиардов долларов в год на питьевую воду, на общую сумму 33 миллиарда долларов в год. ^{[113] В} 2008 году правительства штатов и местных властей инвестировали 35,1 миллиарда долларов в водоснабжение и санитарию, в том числе 16,3 миллиарда долларов на питьевое водоснабжение и 18,8 миллиарда долларов на санитарию. ^[114]

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

Несмотря на растущее понимание того, что вода будет такой же важной глобальной проблемой, как и энергия в грядущем столетии, капитал, вложенный в водные ресурсы, «меркнет по сравнению с капиталом в возобновляемых источниках энергии». ...  Только 5 процентов из 4,3 миллиарда долларов вложенных венчурных денег в индустрии чистых технологий - к водным технологиям. Федеральная поддержка также снижается. Например, мембраны, которые сегодня обеспечивают опреснение и повторное использование воды, были результатом исследований и разработок, проводившихся при администрации Кеннеди. Теперь мы тратим на это исследование в десять раз меньше. ^[115]

В Стэнфордском документе отмечается, что инновации происходят, когда коммунальные предприятия видят возможности для «краткосрочной выгоды и немедленной экономии», когда наблюдается нехватка воды, а также в ситуациях, связанных с качеством жизни , как, например, инициатива Филадельфии по зеленой инфраструктуре, разработанная для уменьшения комбинированного перелива канализационных сетей . " ^[115]

Что касается питьевого водоснабжения, EPA оценило в 2003 году, что в период с 2003 по 2023 год необходимо будет инвестировать 276,8 миллиарда долларов. ^{[116] [117]} Что касается санитарии, EPA оценило в 2007 году, что в следующие 20 лет потребуются инвестиции в размере 202,5 ​​миллиарда долларов для контроля сточных вод. загрязнение. Сюда входят 134 миллиарда долларов на очистку и сбор сточных вод, 54,8 миллиарда долларов на устранение неудовлетворительных комбинированных переливов канализационных сетей и 9 миллиардов долларов на управление ливневыми водами. ^[118] Обследования потребностей EPA не охватывают все инвестиционные потребности, в частности, касающиеся замены капитала. ^[113]

Доступ [ редактировать ]

В США в 2015 году около 2,7 миллиона человек все еще не имели доступа к «улучшенной» воде . Что касается санитарии , в 2015 году только около 36 000 человек не имели доступа к «улучшенным» санитарным условиям . ^{[119] [120]}

Более 99% населения США имеет доступ к «полному сантехническому оборудованию», определяемому как следующие услуги в пределах жилого дома:

• горячая и холодная водопроводная вода,
• ванна или душ, и
• спустить унитаз.

Однако по состоянию на 2014 год более 1,6 миллиона человек в США в 630 000 домохозяйств по-прежнему не имели базового сантехнического оборудования ^[121]. Это включает доступ к туалету, короткой или проточной воде. Например, в Сандбранче, штат Техас, основанном почти полтора века назад, никогда не было водопровода. Кроме того, 40% жителей Нью-Мексико должны ежемесячно получать воду из-за отсутствия других источников. ^[122]

Более трети из них имеют доходы домохозяйств ниже федерального уровня бедности. Они распространены среди всех расовых и этнических категорий, но более заметны в группах меньшинств. Большинство людей, не имевших услуг сантехники, были пожилыми, бедными и проживающими в сельской местности. На Аляске самый высокий процент домохозяйств без водопровода - 6,32% всех домохозяйств. ^[123]

Инвестиции в соответствующую внутреннюю сантехнику - это не только одно из основных прав человека, но и может свести к минимуму некоторые последствия, которые они оказывают на общество, например проблемы со здоровьем, бедность и безработицу. Решение этих проблем также минимизирует зависимость от государственных услуг, создавая большую помощь нуждающимся. ^[124]

Цены и доступность [ править ]

Среднее домохозяйство в США тратило около 1,1% своего дохода на воду и канализацию в 2002 году. Однако бедные домохозяйства оказались в другой ситуации: в 1997 году 18% домохозяйств в США, многие из которых были бедными, платили более 4% своего дохода. на их счет за воду и канализацию. ^[125]

Средний тариф на воду в США, исключая тарифы на канализацию, составлял 2,72 доллара за 1000 галлонов (0,72 доллара за кубический метр) в 2000 г. ^{[126] : 29} со значительными различиями между населенными пунктами. Средние тарифы на воду для населения при ежемесячном потреблении 15 кубометров варьировались от 0,35 доллара за кубометр в Чикаго до 3,01 доллара в Атланте в 2007 году. Комбинированный 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. . ^[127] Годовые комбинированные счета за воду и канализацию варьируются от 228 долларов в Чикаго до 1476 долларов в Атланте в 2008 году. ^[128] Для сравнения: средний счет за воду и канализацию вАнглия и Уэльс в 2008 году были эквивалентны 466 долларам. ^[129]

Среднегодовое увеличение типичных счетов за воду для жилых домов составляло примерно 5,3 процента с 2001 по 2009 год, в то время как увеличение типичных счетов за канализацию составляло примерно 5,5 процента, согласно данным обследования 50 крупнейших городов за воду и сточные воды, проведенного Black & Veatch . ^[130]

Выходящие на пенсию сотрудники [ править ]

Водное сообщество в США сталкивается с быстро уходящей на пенсию рабочей силой и сужающимся рынком для новых рабочих. В 2008 году ожидалось, что примерно одна треть руководителей и менеджеров выйдет на пенсию в следующие пять лет. ^{[131] В} 2002 году на предприятиях водоснабжения и канализации США работало 41 922 человека. ^[132]

Фторирование [ править ]

Фторирование воды , контролируемое добавление фторида в умеренных концентрациях в водопровод для уменьшения разрушения зубов , используется примерно двумя третями населения США в системах водоснабжения общего пользования. ^[133] Практически все крупные медицинские и стоматологические организации поддерживают фторирование воды или считают его безопасным. ^[134] Тем не менее, это вызывает споры по причинам этики, безопасности и эффективности. ^[135]

Ответы на вопросы [ править ]

Управление предложениями [ править ]

Исторически преобладающей реакцией на растущий спрос на воду в США было использование все более удаленных источников обычного водоснабжения, в частности, рек. Из-за экологических проблем и ограничений в наличии водных ресурсов, включая засухи, которые могут быть вызваны изменением климата, этот подход сейчас во многих случаях больше не применим. Тем не менее, управление со стороны предложения часто осуществляется за счет использования нетрадиционных водных ресурсов, в частности опреснения морской воды в прибрежных районах с высоким приростом населения. В одной только Калифорнии были планы построить в 2006 году 21 опреснительную установку общей мощностью 450 миллионов галлонов США (1 700 000 м ³ ) в день, что в 70 раз больше, чем нынешние возможности опреснения морской воды в штате.^[136] В 2007 году крупнейшая опреснительная установка в США - это завод в Тампа-Бэй , Флорида, который начал опреснение 25 миллионов американских галлонов (95 000 м ³ ) воды в день в декабре 2007 года. ^[137]

В 2005 году более 2000 опреснительных установок производительностью более 100 м3 / день были установлены или заключены контракты в каждом штате США с общей производительностью более 6 миллионов м3 / день. Только 7% этой мощности было использовано для опреснения морской воды, в то время как 51% использовали солоноватую воду и 26% использовали речную воду в качестве источника воды. ^[138] Контрактная мощность соответствует 2,4% от общего объема муниципального и промышленного водопользования в стране в 2000 году. ^[139] Фактическая доля опресненной воды ниже, потому что часть контрактных мощностей никогда не строилась или никогда не использовалась, была закрыта вниз или не работает на полную мощность. ^[138]

В 2017 году была принята Глобальная водная стратегия США, в соответствии с которой правительство США будет работать со странами для достижения четырех целей: расширение доступа к безопасной питьевой воде при одновременном продвижении гигиенических и санитарных услуг, защита ресурсов пресной воды, содействие сотрудничеству в области общих водных ресурсов, и укрепить водное финансирование. ^[140]

Управление спросом [ править ]

Управление спросом, включая сокращение утечек в распределительной сети и сохранение воды , - это другие варианты, которые рассматриваются и в некоторых случаях также применяются для решения проблемы нехватки воды. Например, Сиэтлсократила 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 за счет комплексной программы водосбережения, включающей политику ценообразования, образование, правила и скидки на водосберегающие приборы. . Другие города, такие как Атланта и Лас-Вегас, также запустили программы экономии воды, которые несколько менее комплексны, чем программа в Сиэтле, в отношении использования воды внутри помещений. Тем не менее, Лас-Вегас намеренно сосредоточился на сокращении спроса на воду вне помещений, на которую приходится 70% использования воды в жилых домах в городе, за счет сокращения площади дерна и стимулирования использования датчиков дождя, контроллеров полива и покрытий для бассейнов. ^[141] На федеральном уровне Закон об энергетической политике 1992 г.установить стандарты для водосберегающих приборов, заменив 3,5 галлонов США (13 л) на смыв (gpf) на новый максимальный стандарт 1,6 gpf / 6 литров на смыв для всех новых туалетов. К 1994 году федеральный закон требовал, чтобы душевые лейки и смесители, продаваемые в США, выпускали не более 2,5 и 2,2 галлона США (8,3 л) воды в минуту соответственно. ^[142] Также в 1994 году AWWA учредило информационный центр по сохранению, эффективности и управлению спросом на воду под названием WaterWiser, чтобы помочь специалистам в области водосбережения и широкой общественности в более эффективном использовании воды. ^[143] В 2006 году EPA запустило программу WaterSense для повышения эффективности водопользования.сверх стандартов, установленных Законом об энергетической политике, за счет использования специальной этикетки на потребительских товарах. ^{[144] [145]}

Потери при распределении воды в США обычно составляют 10–15% от общего забора воды, хотя в старых системах они могут превышать 25% от общего объема водопотребления. ^[141] Согласно другому источнику, неучтенная вода (UFW), которая включает потери в системе, воду, используемую для тушения пожаров, и воду, используемую в процессе очистки, составляла только 8% в системах с более чем 500 000 подключений в 2000 году. ^{[ 146] : 17} Для сравнения, уровень потерь воды составляет 7% в Германии, 19% в Англии и Уэльсе и 26% во Франции. Таким образом, вместе с Германией потери воды в США являются одними из самых низких в 16 индустриальных странах. ^[147]

Низкие тарифы на воду и несоответствующая структура тарифов не способствуют экономии воды. Например, уменьшающиеся блочные ставки, при которых удельная ставка уменьшается с потреблением, вряд ли предлагают какие-либо стимулы для экономии воды. В 2000 году около 51% тарифов на воду в США были единообразными (т. Е. Единичный тариф не зависит от уровня потребления), 12% были блочными тарифами с повышением (удельная ставка повышается с потреблением) и 19% были блочными тарифами с понижением. ^[126] Использование понижающихся блочных тарифов резко снизилось с 45% всех тарифных структур в 1992 году. ^[78] Тарифы на канализацию часто являются фиксированными ставками, которые не связаны с потреблением, таким образом, не предлагая стимулов для экономии воды. ^[141]

Повторное использование воды [ править ]

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 линий автомагистралей и полей для гольфа; противопожарная защита; коммерческое использование, такое как мойка автомобилей; промышленное повторное использование, например, охлаждающей воды, котловой воды и технической воды; экологические и рекреационные виды использования, такие как создание или восстановление водно-болотных угодий; а также сельскохозяйственное орошение. ^[148] В некоторых случаях, например, в районе Ирвин-Ранч Уотер в округе Ориндж, он также используется для смыва туалетов. ^[149]

Было подсчитано, что в 2002 году в общей сложности 1,7 миллиарда галлонов США (6 400 000 м ³ ) в день, или почти 3% коммунального водоснабжения, использовались напрямую повторно. Калифорния повторно использовала 0,6 и Флорида 0,5 миллиарда галлонов США (1 900 000 м ³ ) в день соответственно. В двадцати пяти штатах были приняты правила использования очищенной воды в 2002 году. ^[148] Запланированное прямое повторное использование очищенной воды было начато в 1932 году со строительства сооружения для очищенной воды в парке Золотые ворота Сан-Франциско . Восстановленная вода обычно распределяется с помощью двойной сети трубопроводов с цветовой кодировкой, которая полностью отделяет трубы оборотной воды от труб для питьевой воды. ^[150]

Лидерами по использованию очищенной воды в США являются Флорида и Калифорния ^[151], а одним из ведущих разработчиков является Ирвин Ранч Уотер Дистрикт. Они были первым округом, который одобрил использование очищенной воды для трубопроводов внутри зданий и для смыва туалетов.

В таких местах, как Флорида, где необходимо избегать перегрузки чувствительной принимающей воды питательными веществами, повторное использование очищенной или регенерированной воды может быть более экономически целесообразным, чем соблюдение более высоких стандартов утилизации поверхностных вод, предусмотренных Законом о чистой воде ^[152]

В отчете Национального исследовательского совета США от января 2012 года ^[153] комитет независимых экспертов обнаружил, что расширение повторного использования городских сточных вод для орошения, промышленного использования и пополнения запасов питьевой воды может значительно увеличить общие доступные водные ресурсы Соединенных Штатов. ^[154]Комитет отметил, что существует 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 отчете делается вывод о том, что изменения в федеральной нормативной базе могут улучшить защиту здоровья населения и повысить доверие населения к повторному использованию воды.

Есть примеры сообществ, которые в течение многих лет безопасно использовали оборотную воду. Los Angeles County «санитарные округа с обеспечили очищенные сточные вод для орошения земель в парках и поля для гольфа с 1929 года Первый исправленный объект воды в Калифорнии был построен в Сане - Франциско » s Golden Gate Park в 1932 год Вода пополнение района Южной Калифорнии была первое агентство по подземным водам, получившее разрешение на использование оборотной воды для пополнения запасов подземных вод в 1962 году.

Irvine Ranch Water District (IRWD) был первым район воды в Калифорнии , чтобы получить неограниченное разрешение на использовании от государства для его оборотной воды; такое разрешение означает, что воду можно использовать для любых целей, кроме питья. IRWD поддерживает одну из крупнейших систем оборотного водоснабжения в стране с протяженностью более 400 миль, обслуживающую более 4500 подключений по счетчику. Водный округ Ирвин-Ранч и Водный округ округа Ориндж в Южной Калифорнии являются признанными лидерами в сфере оборотной воды. Кроме того, в Водном округе округа Ориндж, расположенном в округе Ориндж , вода подвергается более сложной обработке и косвенно используется для питья. ^[155]

Река Тринити в Техасе представляет собой типичный пример системы поверхностных вод с преобладанием сточных вод, в которой фактически происходит повторное использование питьевой воды. Участок реки к югу от Далласа / Форт-Уэрта почти полностью состоит из сточных вод в условиях базового потока. В ответ на обеспокоенность по поводу питательных веществ на очистных сооружениях в Далласе / Форт-Уэрте, которые в совокупности сбрасывают около 2 миллионов м ³ сточных вод в день, используются процессы удаления питательных веществ. Небольшое разбавление сточных вод происходит по мере того, как вода движется из Далласа / Форт-Уэрта к озеру Ливингстон, которое является одним из основных резервуаров питьевой воды в Хьюстоне. Когда вода достигает озера Ливингстон, перед доставкой потребителям в Хьюстоне она проходит обычную очистку питьевой воды. ^[156]

Непитьевое повторное использование (NPR) [ править ]

• Остин, Техас ^[157]
• Округ Кларк, Невада ^[158]
• Клируотер, Флорида ^[159]
• Округ Контра-Коста, Калифорния ^[160]
• Сан-Антонио ^[161] управляет крупнейшей системой оборотного водоснабжения в Соединенных Штатах.
• Тусон, Аризона ^[162]
• Сан-Диего , Калифорния ( округ Сан-Диего ) ^[163]
• Санкт-Петербург, Флорида ^[164]

Непрямое повторное использование питьевой воды (IPR) [ править ]

Округ Ориндж расположен в Южной Калифорнии, США, и является классическим примером интеллектуальной собственности. ^[165] В этом районе существует крупномасштабная система искусственного пополнения запасов подземных вод, обеспечивающая столь необходимый пресноводный барьер для проникновения морской воды. ^[166] Часть закачиваемой воды состоит из оборотной воды, начиная с 1976 года с Water Factory 21, на котором для очистки воды использовались обратный осмос и высокая известь (производственная мощность 19 000 м ³ в день). ^{[167] [168]} Эта установка была выведена из эксплуатации в 2004 году и с тех пор уступила место новому проекту с более высокой производительностью (265 000 м ³ в день с конечной производительностью 492 000 м ³ в день) под названием «Подземные воды». Система пополнения.^{[168] [169]} Эта новая схема использует новейшую технологическую комбинацию обратного осмоса, MF и ультрафиолетового света с перекисью водорода. ^{[168] [170]} Также разрабатываются планы по дальнейшему увеличению пропускной способности системы ^[169], которая уже обеспечивает до 20% воды, используемой в стране. ^[171]

В США Сан-Диего , Калифорния, является ведущим штатом, внедряющим ПИС. MF, RO и УФ / H ₂ O ₂ используются до пополнения подземных вод очищенными стоками (CDPH, 2013). В Сан-Диего усилия по увеличению доли оборотной воды были возобновлены обширным исследованием в 2006 году. ^[168] MF обеспечивает существенное удаление растворенных органических веществ в сточных водах (dEfOM), а снижение dEfOM до 0,5 мг / л (в условия ТОС) достигается за счет подачи заявки на обратное право. Обработка химическим окислением (УФ / H ₂ O ₂) после мембранных стадий, приводит к снижению уровня N-нитрозодиметиламина (NDMA), а также к улучшению качества сточных вод по отношению к их органическому содержанию. ^[172]

Источники воды города Эль-Пасо (Техас, США) включают подземные водоносные горизонты и поверхностные воды реки Рио-Гранде . Для повышения уровня грунтовых вод компания El Paso Water Utilities закачивает очищенную очищенную воду в водоносный горизонт. В современных очистных сооружениях для очистки воды используется двухступенчатый порошковый активированный уголь (PAC), добавление извести, двухступенчатая рекарбонизация, фильтрация через песок, озонирование, гранулированный активированный уголь (GAC) и хлорирование . ^[173] Проект по пополнению запасов Уэко Болсон, который первоначально начался в 1985 году, в настоящее время обеспечивает перекачку очищенной воды на 1700 акров в год на 10 нагнетательных скважинах и на 800 акров футов в год в инфильтрационном бассейне для пополнения подземных вод. ^[174]

В Колорадо , США, муниципальный водный округ реки Колорадо реализовал проект по улавливанию очищенных городских сточных вод из города Биг-Спринг и обеспечению дополнительной передовой очистки перед их добавлением в их систему подачи сырой поверхностной воды (2012 г.). Усовершенствованная очистка городских сточных вод состояла из MF, RO и ультрафиолетового окисления, в результате чего была получена вода очень высокого качества, которая смешивается с поверхностными водами озера EV Spence для распределения в городах-членах и в городах-клиентах (производство 6700 м ³ в день). ^[174]

Дополнительные примеры:

• Биг Спринг, штат Техас, программа непрямого повторного использования питьевой воды ^[175]
• Округ Ориндж, Калифорния ^{[176] [177]}
• Пасадена, Калифорния ^[178]
• Пейсон, Аризона ^[179]
• Проект Torreele в Верне прибрежном районе Бельгии, который начал свою работу в 2002" году ^[180]
• Водохранилище Оккокуан в Вирджинии - станция Управления канализации Верхнего Оккоквана сбрасывает свою сильно очищенную продукцию для обеспечения примерно 20% притока в водохранилище Оккокуан, которое обеспечивает питьевую воду, используемую Управлением водоснабжения округа Фэйрфакс - одним из трех основных поставщиков воды в Вашингтоне , Округ Колумбия, столичная зона.
• Виндхук , Намибия ^{[181] [182]}
• Уичито-Фолс, штат Техас (повторное использование смесителя для питья в качестве временной меры в условиях засухи, 2014–2015 гг .; ^[175] Непрямое использование для питья, 2015 г.) ^[183]

Прямое повторное использование питьевой воды (DPR) [ править ]

В июле 2014 г. город Уичито-Фолс , штат Техас (США), одним из первых в США стал использовать очищенные сточные воды непосредственно для питьевого водоснабжения (производство 45 000–60 000 м ³ в день). Очищенная сточная вода дезинфицируют и перекачивается в Сайпрессе водопроводной станции обработки , где она проходит через разъяснения , микрофильтрации (МФА), обратный осмос (RO), и ультрафиолетовый свет дезинфекции перед выпуском в удерживающей лагуну , где он смешивается с озерной водой (50: 50). Смешанная вода проходит обычную семиэтапную обработку поверхностных вод. ^[184]

Предлагаемые проекты:

• Лос-Анджелес , Калифорния - К 2019 году Департамент водоснабжения и энергетики Лос-Анджелеса построит установку для пополнения подземного водоносного горизонта очищенной водой ^[185] , чтобы справиться с нехваткой дождя и снега, ограниченным импортом воды и местными грунтовыми водами. загрязнение . ^[186]
• Сан-Диего , Калифорния ( округ Сан-Диего ) ^[182]

Контроль загрязнения [ править ]

В Соединенных Штатах были предприняты многочисленные усилия по борьбе с загрязнением водных ресурсов и по обеспечению безопасности питьевой воды. Наиболее полные федеральные правила и стандарты для отрасли водоочистки были введены в действие в 1970-х годах в ответ на резкое усиление экологических проблем в стране. В 1972 году Конгресс принял Закон о чистой воде (CWA) с беспрецедентной целью ликвидации всех загрязнений воды к 1985 году и санкционировал расходы в размере 24,6 миллиарда долларов на исследовательские и строительные гранты. ^[15] В 1974 году Конгресс принял Закон о безопасной питьевой воде , определяющий количество загрязняющих веществ, за которыми необходимо внимательно следить и сообщать жителям, если они превышают максимальные уровни загрязнения. ^[187]Программа CWA включала значительные федеральные гранты для улучшения инфраструктуры очистки сточных вод в виде субсидий на строительство местным органам власти.

Закон о качестве воды 1987 года внес поправки в CWA, заменив программу грантов на строительство систем очистки сточных вод системой субсидированных займов с использованием Государственного оборотного фонда чистой воды (CWSRF). В ссудах используется комбинация 80% федеральных средств и 20% соответствующих средств штатов. ^{[188] Возникли} новые проблемы, такие как необходимость решения проблемы комбинированного перелива канализации, в отношении которой EPA издало политику в 1994 году и которая была закреплена в законе Конгрессом в 2000 году. ^[189] В 1996 году Конгресс учредил Оборотный фонд штата по питьевой воде , с целью финансирования инвестиций для улучшения соблюдения более строгих стандартов качества питьевой воды. ^[32]

Сегодня города вкладывают значительные средства в борьбу с комбинированным переливом сточных вод, в том числе за счет строительства хранилищ в канализационной системе, чтобы обеспечить последующий контролируемый сброс сточных вод на очистные сооружения.

Федеральная помощь [ править ]

Одним из способов удовлетворить потребности коммунальных предприятий в финансировании для решения различных проблем, с которыми они сталкиваются, не увеличивая бремя счетов за воду для пользователей, является федеральная финансовая помощь.

Централизованная инфраструктура водоснабжения и канализации обычно финансируется за счет собственных доходов или долга коммунальных предприятий. Задолженность может быть в форме льготных займов от государственных возобновляемых фондов (SRF), кредитов коммерческих банков или - в случае крупных коммунальных предприятий - 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 займов, включая SRF питьевой воды, 5% - за счет государственных субсидий и 1% - из других источников. источники. ^[5] Существуют две ОСР: Большой Оборотный фонд штата Чистая вода , созданный в 1987 г. ^{[190] [191] [192]}и меньший по размеру оборотный фонд штата по питьевой воде, созданный в 1997 году. ^[193] Они получают взносы из федерального бюджета и штата 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 Оборотного фонда штата «Чистая вода». В дополнение к SRFs Министерство сельского хозяйства США предоставляет гранты, ссуды и гарантии по ссудам для водоснабжения и канализации в небольших общинах (с населением менее 10 000 человек), а также техническую помощь и обучение. ^[194]

Американское Восстановление и реинвестирование от 17 февраля 2009 года, при условии $ 4 млрд для чистой воды ОСРА, $ 2 млрд для питьевой воды ОСРА и, в частности, 126 млн $ для рециркуляции воды проектов через Бюро Соединенных Штатов рекламации . ^[195] Эта программа превысила предыдущие уровни финансирования, поскольку Конгресс одобрил федеральное финансирование только 1,5 миллиарда долларов США 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 г. –2006) ^{[191] [196]} и 1,2 миллиарда долларов США в год для Государственного оборотного фонда питьевой воды (1997–2005 годы). ^[193]Доля федерального финансирования санитарии снизилась с почти 50% в начале 1980-х до примерно 20% в начале 1990-х. ^[197] В статье, опубликованной в мае 2016 года, утверждалось, что наблюдается « огромный отход федерального правительства от помощи городам в финансировании проектов водоснабжения», утверждается, что общие федеральные расходы на водоснабжение «снизились на 75 процентов с 1977 года», и что эксперты ожидают большего количества ситуаций, подобных Грядет кризис кремневой воды . ^[198]

Конгресс принял Закон о финансировании и инновациях инфраструктуры водоснабжения 2014 года (WIFIA), чтобы предоставить расширенную программу кредитования для проектов инфраструктуры водоснабжения и водоотведения с более широкими критериями приемлемости, чем ранее утвержденные возобновляемые фонды. ^[199] В соответствии с этим законом, EPA создало свой Центр финансирования инфраструктуры водоснабжения и обеспечения устойчивости в 2015 году, чтобы помочь местным органам власти и муниципальным предприятиям разработать инновационные механизмы финансирования, включая государственно-частные партнерства. Это часть Инициативы федерального правительства по развитию американских инвестиций. ^[200] Конгресс внес поправки в программу WIFIA в 2015 и 2016 годах. ^[201]Одним из предусмотренных инструментов для увеличения финансирования водной инфраструктуры являются квалифицированные облигации государственной инфраструктуры (QPIB), не облагаемые налогом муниципальные облигации, которые могут использоваться частными компаниями. ^[202]

См. Также [ править ]

• Вода в бутылках в США
• Окружающая среда США
• Перечень водоснабжения и водоотведения по странам
• Загрязнение воды в США

Ссылки [ править ]

Дальнейшее чтение [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

• Грунтовые и питьевая вода - EPA
• Программа разрешений EPA на очистку сточных вод - NPDES
• Сельское водоснабжение и вопросы качества воды - Центры по контролю заболеваний (CDC)
• Общественные водные системы - Источники воды - CDC
• ReNUWIt, Центр инженерных исследований по обновлению национальной городской водной инфраструктуры
• Национальная сельская водная ассоциация