Водоснабжение и санитария в Соединенных Штатах связаны с рядом проблем, включая нехватку воды , загрязнение , отставание в инвестициях, опасения по поводу доступности воды для беднейших слоев населения и быстрое увольнение рабочей силы. Ожидается, что возросшая изменчивость и интенсивность осадков в результате изменения климата приведет как к более сильным засухам, так и наводнениям с потенциально серьезными последствиями для водоснабжения и загрязнения от переполнений комбинированных канализаций . [8] [9] Засухи, вероятно, особенно затронут 66 процентов американцев, чьи общины зависят от поверхностных вод. [10] Что касается качества питьевой воды , существуют опасения по поводу побочных продуктов дезинфекции, свинца , перхлоратов , ПФАС и фармацевтических веществ, но в целом качество питьевой воды в США хорошее.
Города, коммунальные службы, правительства штатов и федеральное правительство решали вышеуказанные проблемы разными способами. Чтобы идти в ногу со спросом растущего населения, коммунальные службы традиционно увеличивали поставки. Однако, столкнувшись с ростом расходов и засухами, сохранение воды начинает получать больше внимания и поддерживается через федеральную программу WaterSense . Повторное использование очищенных сточных вод для непитьевых целей также становится все более распространенным. Загрязнение через сбросы сточных вод, которое было серьезной проблемой в 1960-х годах, было в значительной степени взято под контроль.
Большинство американцев обслуживаются государственными водопроводными и канализационными предприятиями. Общественные системы водоснабжения , которые обслуживают более 25 клиентов 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). [11] Одиннадцать процентов американцев получают воду от частных (так называемых «принадлежащих инвесторам») коммунальных служб. В сельской местности питьевой водой часто занимаются кооперативы. Наконец, более 13 миллионов домохозяйств обслуживаются собственными колодцами. [12] [13] Доступность воды зависит не только от географического положения, но и от сообществ, которые принадлежат к этим регионам. [14] Из миллионов людей, не имеющих доступа к чистой воде, большинство составляют малообеспеченные меньшинства. Системы сточных вод также регулируются EPA и правительствами штатов в соответствии с Законом о чистой воде (CWA). Комиссии по коммунальным услугам или комиссии по коммунальным услугам регулируют тарифы, взимаемые частными коммунальными службами. В некоторых штатах они также регулируют тарифы, предоставляемые государственными коммунальными службами. EPA также предоставляет финансирование коммунальным службам через государственные возобновляемые фонды . [15] [16]
Потребление воды в Соединенных Штатах более чем вдвое превышает потребление в Центральной Европе, с большими различиями между штатами. В 2002 году средняя американская семья тратила 474 доллара на оплату услуг водоснабжения и канализации, [10] что примерно соответствует уровню в Европе. Среднестатистическое домохозяйство тратило около 1,1 процента своего дохода на воду и канализацию. [17] К 2018 году 87% населения Америки получает воду от государственных водопроводных компаний . [18]
В 19 веке многочисленные американские города были поражены крупными вспышками заболеваний, включая холеру в 1832, 1849 и 1866 годах и тиф в 1848 году. [19] Быстрорастущие города не имели канализации и полагались на загрязненные колодцы в пределах городских границ для снабжения питьевой водой. В середине 19 века многие города построили централизованные системы водоснабжения. Однако изначально эти системы поставляли 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 построены водоочистные сооружения и улучшилось общественное здравоохранение. Канализация строилась с 1850-х годов, изначально основываясь на ошибочном убеждении, что плохой воздух ( теория миазмов ) вызывает холеру и тиф. Потребовалось время до 1890-х годов, чтобы общепринятая теперь микробная теория болезней возобладала.
Однако большая часть сточных вод по-прежнему сбрасывалась без какой-либо очистки, поскольку считалось, что сточные воды не наносят вреда принимающим водам из-за естественного разбавления и самоочищающей способности рек, озер и моря. Очистка сточных вод получила широкое распространение только после введения федерального финансирования в 1948 году и особенно после повышения экологической сознательности и масштабирования финансирования в 1970-х годах. С 1948 по 1987 год федеральное финансирование санитарии предоставлялось через гранты местным органам власти. Конгресс внес поправки в CWA в 1987 году и изменил систему финансирования очистки сточных вод на кредиты через возобновляемые фонды. Конгресс добавил государственный возобновляемый фонд для предприятий питьевого водоснабжения к SDWA в 1996 году.
В 1840-х и 1850-х годах крупнейшие города США построили трубопроводы для подачи питьевой воды из рек или озер. Однако питьевая вода изначально не подвергалась очистке, поскольку связь между патогенами, передающимися через воду, и болезнями еще не была хорошо известна. В 1842 году Нью-Йорк стал одним из первых городов в США, который начал использовать водные ресурсы за пределами городской черты. Он перегородил реку Кротон в округе Вестчестер, штат Нью-Йорк, и построил акведук от водохранилища до города. [20] Также в 1842 году было завершено строительство первых водопроводных сооружений Чикаго с водопроводными магистралями из кедра и водозабором, расположенным примерно в 150 футах (46 м) в озере Мичиган . [21] В 1848 году Бостон начал строительство системы передачи воды. Приток реки Садбери был запружен, образовав озеро Кочитуате , откуда акведук Кочитуате транспортировал воду в водохранилище Бруклина , которое питало городскую распределительную систему. [22] В 1853 году Вашингтон, округ Колумбия , последовал его примеру, начав строительство акведука Вашингтона для подачи воды из Грейт-Фоллс на реке Потомак . [23]
В 1854 году британский врач Джон Сноу обнаружил, что холера распространяется через загрязненную воду. В результате его открытий несколько городов начали очищать всю воду с помощью песчаных фильтров и хлора перед ее распределением среди населения. 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. [11] К 1900 году песчаная фильтрация стала широко использоваться. В 1908 году первое непрерывное применение хлорирования питьевой воды в США было в Джерси-Сити, штат Нью-Джерси (и не без споров). [24] Города также начали строить канализацию в конце 19-го века. [19] В результате очистки воды и санитарии заболеваемость холерой и брюшным тифом быстро снизилась. Первоначально технология медленной фильтрации через песок была выбрана для очистки воды [24] : 2 позже она была постепенно вытеснена быстрой фильтрацией через песок . [25] В результате усилий по очистке воды смертность среди чернокожих младенцев снизилась, в частности, [26] что привело к сокращению разрыва в смертности чернокожих и белых младенцев на 13 процентов. [27]
На засушливом американском Юго-Западе потребность в воде быстро растущих городов, таких как Лос-Анджелес, превысила доступность местной воды, что потребовало строительства крупных трубопроводов для доставки воды из отдаленных источников. Самым ярким примером является первый акведук Лос-Анджелеса, 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 были обязательными только для межгосударственных транспортных перевозчиков (например, железных дорог) в определенных точках, где вода передавалась. [11]
_no_caption.jpg/1280px-Construction_of_a_Sewer_Trench,_Main_Street,_Keene,_New_Hampshire_(4464568967)_no_caption.jpg)
Большинство первых канализационных систем в Соединенных Штатах были построены как комбинированные канализационные системы (проводящие как ливневые, так и сточные воды). Они сбрасывались в реки, озера и море без какой-либо очистки. Основной причиной выбора комбинированных канализационных систем вместо отдельных систем (отделения бытовых канализаций от ливневых стоков ) было убеждение, что комбинированные канализационные системы дешевле в строительстве, чем отдельные системы. Кроме того, в то время не было европейских прецедентов для успешных раздельных канализационных систем. [19] 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. [19]
В конце 19 века было построено немного очистных сооружений для обработки объединенных сточных вод из-за связанных с этим трудностей. К 1892 году в США было всего 27 городов с очистными сооружениями, большинство из которых «обрабатывали» сточные воды путем внесения в почву. Из этих 27 городов 26 имели отдельные системы канализации для санитарных и ливневых вод, что облегчало очистку сточных вод, поскольку не было необходимости в больших мощностях для обработки потоков во время влажной погоды. Кроме того, существовало мнение, что разбавленные объединенные сточные воды не вредны для принимающих вод из-за естественного разбавления и самоочищающей способности рек, озер и моря. [19] В начале 20 века разгорелся спор между теми, кто считал, что строительство очистных сооружений отвечает наилучшим интересам общественного здравоохранения, и теми, кто считал, что их строительство не нужно. Тем не менее, многие города начали выбирать отдельные канализационные системы, создавая благоприятные условия для добавления очистных сооружений в будущем. [19]
Там, где сточные воды очищались, они обычно сбрасывались в реки или озера. Однако в 1932 году в парке Голден Гейт , Сан-Франциско, был построен первый в США объект по переработке воды для повторного использования очищенных сточных вод в ландшафтном орошении. [ необходима цитата ]
Санитарные канализационные системы были 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 были построены децентрализованные септические системы . Они были привлекательны, поскольку сокращали капитальные затраты и имели меньшие эксплуатационные и эксплуатационные расходы по сравнению со станциями очистки сточных вод. [19]
В первой половине 20-го века водоснабжение и санитария были обязанностью местных органов власти с регулированием на уровне штата; федеральное правительство в то время не играло почти никакой роли в секторе. Это изменилось 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 государственным и местным органам власти для санитарной инфраструктуры. Закон был изменен в 1965 году, установив единый набор стандартов качества воды и создав Федеральное управление по контролю за загрязнением воды, уполномоченное устанавливать стандарты в тех случаях, когда штаты этого не сделали. [19]
Всеобъемлющие федеральные правила водоснабжения и санитарии были введены в 1970-х годах в ответ на возросшую осведомленность общественности об ухудшении состояния окружающей среды по всей стране. В 1970 году администрация Ричарда Никсона создала Агентство по охране окружающей среды , и полномочия по управлению различными экологическими программами были переданы новому агентству. [28] В 1972 году Конгресс принял Закон о чистой воде (CWA), требующий от промышленных предприятий и муниципальных очистных сооружений улучшить методы обработки отходов, чтобы ограничить воздействие загрязняющих веществ на источники пресной воды. [29] В 1974 году был принят Закон о безопасной питьевой воде для регулирования общественных систем водоснабжения . Он был мотивирован возрождением беспокойства о безопасности питьевой воды из-за прорывов в химии, которые выявили органические химикаты в воде, которые были предварительно связаны с раком. [11] В этом законе указан ряд загрязняющих веществ, которые должны тщательно контролироваться и сообщаться жителям, если они превышают максимально допустимые уровни загрязняющих веществ (MCL). EPA было поручено разработать стандарты питьевой воды для всех общественных систем, которые определялись как те, которые обслуживают более 25 клиентов или 15 подключений к услугам. [11] Новый закон требовал от федерального правительства и правительств штатов тщательно контролировать местные предприятия по снабжению питьевой водой на предмет безопасности и соответствия федеральным стандартам. [30] CWA поставил беспрецедентную цель устранить все загрязнения воды к 1985 году и санкционировал огромные расходы в размере 24,6 млрд долларов на исследовательские и строительные гранты для очистки муниципальных сточных вод. Первоначально эти средства были стимулом для строительства централизованной инфраструктуры сбора и очистки сточных вод для муниципалитетов вместо децентрализованных систем. [19] Однако поправки 1977 года к CWA потребовали от сообществ рассмотреть альтернативы традиционным централизованным канализационным системам, и для таких альтернатив была предоставлена финансовая помощь. [19] В середине 1990-х годов децентрализованные системы обслуживали приблизительно 25 процентов населения США и приблизительно 37 процентов новых жилых комплексов. [31]
Подавляющее большинство муниципальных сточных вод в США очищается в соответствии с национальным стандартом вторичной очистки или лучше. [32] : 25 Было несколько разногласий между EPA и некоторыми местными органами власти по поводу соответствующего уровня очистки, при этом первое выступало за более строгие стандарты. Например, в конце 1980-х годов город Сан-Диего и EPA были вовлечены в юридический спор по поводу требования очищать сточные воды на очистных сооружениях Point Loma в соответствии со стандартами вторичной очистки. Город победил, заявив, что он сэкономил налогоплательщикам около 3 миллиардов долларов, и этот процесс оказался успешным в поддержании здоровой морской среды. На очистных сооружениях Point Loma используется передовой первичный процесс . [33] Требование проводить вторичную очистку сточных вод перед сбросом в океан было отменено EPA в 1995 году, «принимая во внимание уникальные обстоятельства города». [34]
В 1987 году Конгресс принял Закон о качестве воды , который заменил программу грантов на строительство системой субсидированных кредитов с использованием Возобновляемого фонда чистой воды штата (CWSRF). [35] В то время предполагалось полностью прекратить федеральное финансирование через несколько лет. Финансирование достигло пика в 1991 году и продолжалось на высоком уровне после этого, несмотря на первоначальные намерения. Возникли новые проблемы, такие как необходимость решения проблемы переполнений комбинированных канализаций, для которой Агентство по охране окружающей среды выпустило политику в 1994 году. [36] В 1996 году Конгресс учредил Возобновляемый фонд питьевой воды штата , опираясь на успех CWSRF, для финансирования инвестиций в улучшение соответствия более строгим стандартам качества питьевой воды. [37]
В этом разделе представлен краткий обзор инфраструктуры водоснабжения и канализации в США, источников воды некоторых крупных городов и основных видов бытового водопользования.
Централизованная инфраструктура питьевого водоснабжения в Соединенных Штатах состоит из плотин и водохранилищ , колодезных полей , насосных станций , акведуков для транспортировки больших объемов 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 местоположения 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 скважины. [12] [13]
Централизованная инфраструктура канализации в США состоит из 1,2 миллиона миль канализаций, включая как бытовые, так и комбинированные канализационные системы , канализационные насосные станции и общественные очистные сооружения (POTW). По оценкам Агентства по охране окружающей среды, в 2004 году работало не менее 16 583 POTW, обслуживающих население в 222,8 миллиона человек. [32] : 26 Около 860 сообществ в США имеют комбинированные канализационные системы, обслуживающие около 40 миллионов человек. [38] Кроме того, не менее 17% американцев обслуживаются местными системами канализации, такими как септики . [39]
В Соединенных Штатах более 75 процентов населения обслуживается более чем 16 000 муниципальных очистных сооружений. [40] Большинство станций должны соответствовать национальным стандартам вторичной очистки. [41] [42]
Около 66% населения США (195 миллионов человек) обслуживаются системами поверхностных вод , а 34% (101 миллион) обслуживаются системами, снабжаемыми грунтовыми водами (по состоянию на 2009 год). Большинство систем грунтовых вод находятся в небольших населенных пунктах и составляют 90% от общего числа пользователей общественных систем водоснабжения. [10]
Для того, чтобы система поверхностной воды работала без фильтрации, она должна соответствовать определенным критериям, установленным Агентством по охране окружающей среды в соответствии с его Правилом обработки поверхностных вод 2006 года , включая реализацию программы контроля водораздела. Водная система Нью-Йорка неоднократно соответствовала этим критериям для большей части воды, обработанной на ее объектах. [43]
Бостон , Нью-Йорк , Сан-Франциско , Денвер и Портленд (штат Орегон) входят в число крупных городов США, которым не требуется очищать большую часть своих поверхностных источников воды сверх дезинфекции, поскольку их источники воды расположены в верхних течениях защищенных водоразделов и, таким образом, по своей природе очень чисты. [44]
Бостон получает большую часть воды из водохранилищ Кваббин и Уочусетт , а также из реки Уэр в центральном и западном Массачусетсе.
Водоснабжение Нью-Йорка осуществляется тремя системами водоразделов. Две более крупные системы, Катскилл и Делавэр , не имеют фильтрации. Водораздел Катскилл находится в одной из крупнейших охраняемых территорий дикой природы в Соединенных Штатах. [45] Вода из двух систем обрабатывается ультрафиолетовым бактерицидным облучением с 2013 года. [46] [47] Система Кротон , которая поставляет 10% воды города, фильтруется с 2015 года. [48]
Сан-Франциско получает 85% своей питьевой воды из таяния снегов в горах Сьерра через водохранилище Хетч-Хетчи в национальном парке Йосемити. [49] Однако, чтобы дополнить импортируемое водоснабжение и помочь поддерживать поставку питьевой воды в случае крупного землетрясения, засухи или уменьшения снежного покрова, Сан-Франциско рассматривает возможность использования альтернативных местных устойчивых источников воды, таких как очищенная вода для орошения, местные грунтовые воды и опреснение в периоды засухи, все это является частью его Программы диверсификации водоснабжения. [50]
Крупнейшим источником водоснабжения Портленда, штат Орегон, является водораздел Булл-Ран . [51]
Денвер получает воду почти полностью от 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. Оттуда вода отводится через туннель Гарольда Д. Робертса под Континентальным водоразделом в бассейн реки Саут-Платт . [52]
Города, которые полагаются на более или менее загрязненные поверхностные воды из нижних течений рек, вынуждены полагаться на обширные и дорогостоящие водоочистные сооружения. Долина Лас-Вегаса получает 90% своей воды из озера Мид на реке Колорадо , которое пострадало от засухи. [53] 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, пересекая границу с Ютой и другими районами, перекачивая ее в Лас-Вегас по трубопроводу стоимостью 2 миллиарда долларов США. [54] Финикс получает около половины своей питьевой воды из водораздела реки Солт -Ривер — реки Верде и около 40% из реки Колорадо ниже по течению в озере Хавасу через проект Центральной Аризоны . Лос-Анджелес получает около половины своей питьевой воды из реки Оуэнс и озера Моно через акведук Лос-Анджелеса , [55] а также дополнительные поставки из озера Хавасу через акведук реки Колорадо. [56] Сан-Диего импортирует почти 90 процентов своей воды из других районов, в частности из северной Калифорнии и реки Колорадо. [57]
Города на реке Миссисипи снабжаются водой из этой реки, за исключением Мемфиса. Столичный район Атланты получает 70% своей воды из реки Чаттахучи и еще 28% из рек Этова , Флинт , Окмулги и Окони . [58] Чикаго снабжается водой из озера Мичиган , а Детройт получает воду из реки Детройт . [59] Филадельфия получает 60% своей воды из реки Делавэр и 40% из реки Скулкилл . [60] Вашингтон, округ Колумбия, получает воду из реки Потомак через Вашингтонский акведук . [61]
Майами и его столичная область получают питьевую воду в основном из водоносного горизонта Бискейн . Учитывая растущий спрос на воду, округ Майами-Дейд рассматривает возможность использования регенерированной воды для сохранения водоносного горизонта Бискейн. [62] Мемфис получает воду из артезианских водоносных горизонтов . [63] Сан-Антонио получает большую часть своей воды из водоносного горизонта Эдвардс ; [64] [65] он не использовал поверхностные воды до 2006 года. [66]
Семьдесят один процент водоснабжения Хьюстона поступает из реки Тринити в озеро Ливингстон , а из реки Сан-Хасинто в озера Конро и Хьюстон . Глубокие подземные скважины, пробуренные в водоносных горизонтах Эванджелин и Чико, обеспечивают остальные 29 процентов водоснабжения города. [67]
В Соединенных Штатах до 2009 года в Колорадо законы о правах на воду почти полностью ограничивали сбор дождевой воды ; владелец недвижимости, который собирал дождевую воду, считался крадущим ее у тех, кто имеет право брать воду из водораздела. Теперь владельцы жилых помещений, которые соответствуют определенным критериям, могут получить разрешение на установку системы сбора осадков на крыше (SB 09-080). [68] Также может быть разрешено до 10 крупномасштабных пилотных исследований (HB 09–1129). [69] Главным фактором, убедившим Законодательное собрание Колорадо изменить закон, стало исследование 2007 года, которое показало, что в среднем за год 97% осадков, выпавших в округе Дуглас , в южном пригороде Денвера , никогда не достигали ручья — они использовались растениями или испарялись на земле. Сбор дождевой воды является обязательным для новых домов в Санта-Фе, штат Нью-Мексико . [70] Техас предлагает освобождение от налога с продаж при покупке оборудования для сбора дождевой воды. И Техас [71], и Огайо разрешают эту практику даже для питьевых целей. В 2012 году Оклахома приняла Закон о воде 2060 года, чтобы продвигать пилотные проекты по использованию дождевой и серой воды среди других методов экономии воды. [72]
Бытовое водопользование (также называемое домашним или жилищным водопользованием) в Соединенных Штатах оценивалось Геологической службой США в 29,4 млрд галлонов США (111 000 000 м 3 ) в день в 2005 году [73] и в 27,4 млрд галлонов США (104 000 000 м 3 ) в день в 2010 году (на 7 процентов ниже). [2] Основная часть бытового водоснабжения поставляется через общественные сети. 13% или 3,6 млрд галлонов США (14 000 000 м 3 ) воды поставляется самостоятельно. [2] Среднее потребление воды в бытовых целях на человека в США составляло 98 галлонов США (370 л) в день в 2005 году [73] и 88 галлонов США (330 л) в день в 2010 году [2]. Это примерно в 2,2 раза больше, чем в Англии (150 литров) [74] и в 2,6 раза больше, чем в Германии (126 литров). [75] [76]
Одной из причин высокого бытового водопользования в США является высокая доля использования воды на открытом воздухе. Например, засушливый Запад имеет один из самых высоких показателей бытового водопользования на душу населения, в основном из-за орошения ландшафтов. Бытовое водопользование на душу населения варьировалось от 51 галлона США (190 л) в день в Мэне до 148 галлонов США (560 л) в день в Аризоне и 167 галлонов США (630 л) в день в Юте. [2] Согласно исследованию 1999 года, в среднем по всем США 58% бытового водопользования используется на открытом воздухе для садоводства, бассейнов и т. д., а 42% используется в помещении. [77] Обновление исследования 1999 года за 2016 год измерило средние объемы и процентные доли семи внутренних конечных видов использования воды : [78]
Только очень малая доля общественного водоснабжения используется для питья. Согласно одному опросу 2002 года, проведенному среди 1000 домохозяйств, примерно 56% американцев пили воду прямо из-под крана, а еще 37% пили водопроводную воду после фильтрации. [79] 74% американцев заявили, что покупали бутилированную воду . [79] Согласно нерепрезентативному опросу, проведенному среди 216 родителей (173 латиноамериканцев и 43 нелатиноамериканцев), 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 водопроводную воду, потому что боятся, что она вызывает болезни, что приводит к более высоким расходам на покупку бутилированной и фильтрованной воды. [80] Это мнение также распространено среди азиатов. [80]
EPA определяет систему общественного водоснабжения (PWS) как систему, которая обеспечивает водой для потребления человеком через трубы или другие построенные транспортные средства по крайней мере в 15 точек обслуживания или обслуживает в среднем не менее 25 человек в течение не менее 60 дней в году. Агентство определило три типа PWS:
В 2007 году в США насчитывалось около 155 000 систем водоснабжения, из которых 52 000 — системы водоснабжения. Системы водоснабжения находятся в государственной, кооперативной или частной собственности [6] , обслуживая в общей сложности около 242 миллионов человек в 2000 году. Агентство по охране окружающей среды оценивает количество бенефициаров общественных систем водоснабжения в 288 миллионов в 2007 году [6] Геологическая служба США оценивает, что «около 242 миллионов человек зависели от воды от государственных поставщиков» в 2000 году [82] Четыре тысячи систем обеспечивают водой населенные пункты с населением более 10 000 человек, а оставшиеся 50 000 систем обеспечивают водой населенные пункты с населением менее 10 000 человек [6] В 2000 году 15% американцев (43,5 миллиона человек) полагались на собственный источник воды, обычно колодец, для получения питьевой воды. [73] [12]
Коммунальные предприятия, отвечающие за системы общественного водоснабжения и канализации, могут принадлежать, финансироваться, эксплуатироваться и обслуживаться государственным субъектом, частной компанией или обеими компаниями, которые могут делить обязанности через государственно-частное партнерство . Коммунальные предприятия могут либо отвечать только за водоснабжение и/или канализацию, либо также за предоставление других услуг, в частности электроэнергии и газа. В последнем случае их называют многофункциональными предприятиями. Поставщики оптовых объемов воды — это предприятия, которые управляют крупными акведуками и продают очищенную или неочищенную воду различным пользователям, включая коммунальные предприятия.
Поставщики коммунальных услуг. Восемьдесят девять процентов американцев, обслуживаемых коммунальной системой водоснабжения, обслуживаются общественным или кооперативным субъектом. [83] [84] Обычно коммунальные системы управляются коммунальными службами , которые принадлежат городу или округу, но имеют отдельную юридическую личность, управление и финансы. Примерами являются Управление водоснабжения и канализации округа Колумбия , Департамент водоснабжения и энергетики Лос-Анджелеса и Денверская водопроводная служба . В некоторых случаях коммунальные службы охватывают несколько юрисдикций. Примером является Вашингтонская пригородная санитарная комиссия , которая охватывает два округа в Мэриленде. Коммунальные кооперативы являются основным поставщиком услуг водоснабжения, особенно в небольших городах и сельской местности [85] [86]
Частные коммунальные службы. Около половины американских предприятий по предоставлению питьевой воды, или около 26 700, находятся в частной собственности, обеспечивая водой 11% американцев, обслуживаемых общественными системами водоснабжения. [83] Большинство частных предприятий по предоставлению питьевой воды небольшие, но несколько крупных и торгуются на фондовой бирже. Крупнейшая частная компания по предоставлению воды в США — American Water , которая обслуживает 15 миллионов клиентов в 1600 населенных пунктах США и Канады. [87] За ней следует United Water , которая обслуживает 7 миллионов клиентов и принадлежит французской фирме Suez Environnement . [88] В целом, около 33,5 миллионов американцев (11% населения) получают воду от частных предприятий по предоставлению питьевой воды. [83] 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 (обычно муниципалитеты) заключают контракты с частными компаниями на предоставление услуг водоснабжения и/или водоотведения. [83]
Многофункциональные коммунальные предприятия. Некоторые коммунальные предприятия в США предоставляют только услуги водоснабжения и/или канализации, в то время как другие являются многофункциональными предприятиями, которые также предоставляют услуги электроснабжения и газоснабжения. Примерами коммунальных предприятий, которые предоставляют только услуги водоснабжения и канализации, являются Boston Water and Sewer Commission , Dallas Water Utilities , New York City Department of Environmental Protection , Seattle Public Utilities и Washington Suburban Sanitary Commission . Другие коммунальные предприятия, такие как San Francisco Public Utilities Commission , предоставляют электроэнергию в дополнение к услугам водоснабжения и канализации. Другие многофункциональные коммунальные предприятия предоставляют услуги электроснабжения и водоснабжения, но не услуги канализации, такие как Los Angeles Department of Water and Power и Orlando Utilities Commission . Есть также некоторые коммунальные предприятия, которые предоставляют только услуги канализации, такие как Metropolitan Water Reclamation District of Greater Chicago или канализационная компания в городе Санта-Клара . [89]
Поставщики оптовых поставок воды. Также есть несколько крупных поставщиков оптовых поставок воды на засушливом юго-западе США, которые продают воду коммунальным службам. Metropolitan Water District of Southern California (MWD) продает очищенную воду из реки Колорадо и Северной Калифорнии своим членам-коммунам в Южной Калифорнии через California Aqueduct . Двадцать шесть городов и водных округов, обслуживающих 18 миллионов человек, являются членами MWD. [90] Central Arizona Water Conservation district поставляет воду из реки Колорадо 80 муниципальным, промышленным, сельскохозяйственным и индийским клиентам в Центральной и Южной Аризоне через Central Arizona Project Aqueduct (CAP). [91]
Экономическое регулирование поставщиков услуг водоснабжения и канализации в США (в частности, в отношении установления тарифов на воду для пользователей) обычно является обязанностью регулирующих органов, таких как Комиссии по коммунальным услугам на уровне штата, которые организованы в Национальную ассоциацию уполномоченных по регулированию коммунальных услуг. [92] (см. экономический регулятор ). Однако, хотя все коммунальные предприятия, принадлежащие инвесторам, подлежат тарифному регулированию, только немногие коммунальные предприятия подлежат такому же регулированию. Фактически, только в 12 штатах действуют законы, ограничивающие практику ценообразования коммунальными предприятиями общественного водоснабжения и канализации. [93]
Регулирование качества окружающей среды и питьевой воды является обязанностью государственных департаментов здравоохранения или охраны окружающей среды и Агентства по охране окружающей среды. [94]
Закон о сохранении и восстановлении ресурсов (RCRA) защищает грунтовые воды, регулируя утилизацию твердых отходов и опасных отходов . [95] Закон о всеобъемлющем экологическом реагировании, компенсации и ответственности (CERCLA), также известный как «Суперфонд», требует рекультивации заброшенных мест захоронения опасных отходов. [96]
Агентство по охране окружающей среды США (EPA) и государственные экологические агентства устанавливают стандарты сточных вод в соответствии с Законом о чистой воде . [97] Точечные источники должны получать разрешения на сброс поверхностных вод через Национальную систему ликвидации сбросов загрязняющих веществ (NPDES). Точечные источники включают промышленные объекты, муниципальные органы власти ( очистные сооружения и системы ливневой канализации ), другие государственные объекты, такие как военные базы , и некоторые сельскохозяйственные объекты, такие как откормочные площадки для животных . [98] EPA устанавливает основные национальные стандарты сточных вод: «Положение о вторичной очистке» применяется к муниципальным очистным сооружениям, [99] а « Руководящие принципы по сточным водам », которые являются правилами для категорий промышленных объектов. [100]
Эти стандарты включены в разрешения, которые могут включать дополнительные требования к обработке для отдельных растений, разработанные в каждом конкретном случае. Разрешения NPDES должны обновляться каждые пять лет. [101] EPA уполномочило 47 государственных агентств выдавать и обеспечивать соблюдение разрешений NPDES. Региональные офисы EPA выдают разрешения для остальной части страны. [102]
Сбросы сточных вод в грунтовые воды регулируются Программой контроля за подземными закачками (UIC) в соответствии с Законом о безопасной питьевой воде . [103] Разрешения UIC выдаются 34 государственными агентствами и региональными отделениями Агентства по охране окружающей среды. [104]
Финансовая помощь для улучшения очистных сооружений сточных вод доступна государственным и местным органам власти через Государственный оборотный фонд чистой воды , программу кредитования под низкие проценты. [105]
Существует ряд профессиональных ассоциаций , торговых объединений и других неправительственных организаций (НПО), которые активно занимаются вопросами водоснабжения и санитарии.
Профессиональные ассоциации включают Американское общество инженеров-строителей, сосредоточенное на защите государственного оборотного фонда и законодательства о развитии водных ресурсов, Американскую ассоциацию водопроводных сооружений (AWWA), ориентированную в основном на специалистов по питьевой воде, и Федерацию водной среды (WEF), ориентированную в основном на специалистов по сточным водам. Географический охват обеих организаций шире, чем в США: AWWA имеет членов в 100 странах, [106] с акцентом на США и Канаду, а WEF имеет ассоциации-члены в 30 странах. [107]
В секторе действует ряд отраслевых ассоциаций , в том числе:
Помимо лоббирования , некоторые из этих торговых ассоциаций также занимаются общественным образованием, а также обучением и оказывают техническую помощь своим членам. [113] [114]
Примером НПО, работающей в сфере водоснабжения и санитарии, является Food & Water Watch , группа по защите прав потребителей , созданная в 2005 году, которая фокусируется на корпоративной и правительственной ответственности в отношении продовольствия, воды и рыболовства. Другим примером является Alliance for Water Efficiency (AWE), созданный в 2007 году при начальном финансировании от EPA для «выступления за исследования, оценку и образование в области эффективности использования воды» на национальном уровне. Члены ее совета «представляют водоканалы, экологические организации, ассоциации сантехников и бытовых приборов, производителей ирригационных систем, академическое сообщество, правительство и другие». [115]
Среди основных проблем, с которыми сталкиваются водопользователи и водная отрасль в США в 2009 году, — нехватка воды и адаптация к изменению климата ; опасения по поводу переполнений комбинированных канализаций и качества питьевой воды; а также опасения по поводу разрыва между инвестиционными потребностями и фактическими инвестициями. Другие проблемы — опасения по поводу быстро уходящей на пенсию рабочей силы, доступности счетов за воду для бедных во время рецессии и фторирования воды, против которого некоторые выступают в основном по этическим соображениям и соображениям безопасности.
С ростом потребления воды в Соединенных Штатах с каждым годом многие регионы начинают ощущать давление. По крайней мере 36 штатов ожидают локальный, региональный или общегосударственный дефицит воды к 2013 году, даже в условиях отсутствия засухи. [117]
По данным Национальных академий , изменение климата влияет на водоснабжение в США следующим образом:
В некоторых частях страны запасы воды опасно низки из-за засухи и истощения водоносных горизонтов, особенно на Западе и Юго-Востоке США [118] [ нужен лучший источник ] Многие из засушливых, пустынных районов США имеют эту проблему. По данным AZCentral, «уровень грунтовых вод Аризоны резко падает во многих районах... Уровень воды в более чем 2000 скважинах упал более чем на 100 футов с момента их первого бурения». [119] Этот размер выборки составляет примерно четверть скважин питьевой воды Аризоны.
Водная безопасность , как прогнозируется, станет проблемой в будущем, поскольку будущий рост населения, скорее всего, будет происходить в районах, которые в настоящее время испытывают дефицит воды. [120] Для обеспечения того, чтобы Соединенные Штаты оставались водными ресурсами, потребуются политики, которые обеспечат справедливое распределение существующих источников воды, защиту источников воды от истощения, поддержание надлежащего удаления сточных вод и поддержание существующей водной инфраструктуры. [121] [122] В настоящее время в США нет национальных ограничений на забор грунтовых или поверхностных вод . Если ограничения будут введены, больше всего пострадают люди, которые будут больше всего забирать воду из источника воды.
В 2005 году 31% водопользования в США приходилось на орошение, 49% - на термоэлектроэнергетику , 11% - на коммунальное водоснабжение, 4% - на промышленность, 2% - на аквакультуру, 1% - на горнодобывающую промышленность, 1% - на бытовые нужды и менее 1% - на животноводство. [123]
Важный поворотный момент в управлении загрязнением питьевой воды произошел после принятия SDWA 1974 года, который потребовал от Национальной академии наук (NAS) изучить этот вопрос. NAS обнаружила, что на самом деле не так много информации о качестве питьевой воды. Возможно, самой важной частью исследования, по словам старших должностных лиц EPA, ответственных за реализацию закона 1974 года, было то, что оно описывало некоторые методологии проведения оценки риска для химических веществ, которые предположительно являются канцерогенами. [124]
Согласно переписи населения США 2015 года, пятая часть всех домохозяйств не подключена к общественной канализационной системе. Кроме того, во многих домохозяйствах есть системы утилизации сточных вод, которые не имеют надлежащей очистки, например, канализационные системы, напрямую подключенные к близлежащим водоемам, и септические системы, приводящие к фекальному загрязнению. [125]
Например, в округе Барри-Истон, штат Мичиган, 10% из 1,3 миллиона локальных систем очистки сточных вод в штате неисправны, что приводит к попаданию сточных вод в озера и ручьи. [126]
Это загрязнение воды способствует возникновению ряда проблем со здоровьем в США, особенно среди меньшинств и малообеспеченных людей. В округе Лоус, штат Алабама, анкилостома поражает людей сегодня из-за негигиеничной утилизации отходов. 73% жителей сообщили, что в их дома попадают сточные воды, а 34% опрошенных жителей дали положительный результат на анкилостому. [127] Эти загрязненные водоемы также напрямую влияют на питьевое водоснабжение, 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 установка альтернативной инфраструктуры и поддержание адекватно функционирующих систем. [127]
Объединенные канализационные переполнения (CSO) и бытовые канализационные переполнения влияют на качество водных ресурсов во многих частях США. Около 860 сообществ имеют объединенные канализационные системы, обслуживающие около 40 миллионов человек, в основном на северо-востоке и в районе Великих озер. [38] Сбросы CSO во время сильных штормов могут вызвать серьезное загрязнение воды. В отчете Агентства по охране окружающей среды за 2004 год Конгрессу подсчитано, что в США имеется 9348 сбросов CSO, в результате чего в окружающую среду сбрасывается около 850 миллиардов галлонов США (3,2 × 10 9 м 3 ) неочищенных сточных вод и ливневых вод. [128] Агентство по охране окружающей среды подсчитало, что ежегодно происходит от 23 000 до 75 000 бытовых переливов канализации, в результате чего сбрасывается от 3 до 10 миллиардов галлонов США (38 000 000 м 3 ) неочищенных сточных вод. [128]
Увеличение частоты и интенсивности осадков в результате изменения климата [8] [129] приведет к дополнительному загрязнению воды из-за систем очистки, хранения и транспортировки сточных вод». [129] По большей части, очистные сооружения сточных вод и программы контроля CSO были разработаны на основе исторических гидрологических данных, без учета перспективных изменений в условиях потока из-за изменения климата. [129]
В 2015 году 9% из 500-человек или более общественных систем водоснабжения, контролируемых EPA, охватывающих приблизительно 21 миллион человек, нарушили по крайней мере один стандарт здоровья. В период с 1984 по 2018 год от 4 до 28% населения Америки получали загрязненную воду в любой данный год. [130] Есть несколько аспектов качества питьевой воды, которые вызывают определенную озабоченность в Соединенных Штатах, включая Cryptosporidium , [131] побочные продукты дезинфекции , свинец , перхлораты , пер- и полифторалкильные вещества (PFAS) и фармацевтические вещества.
Хотя свинец в питьевой воде продолжает оставаться проблемой общественного здравоохранения в некоторых сообществах, источником свинца, как правило, являются свинцовые линии обслуживания , а не вода, поставляемая коммунальной службой. [132] Правило по свинцу и меди (LCR) Агентства по охране окружающей среды не устанавливает ПДК, но требует от коммунальной службы принятия мер, когда уровень свинца в месте нахождения потребителя достигает 0,015 мг/л. [133] Типичным действием коммунальной службы является корректировка химического состава питьевой воды с помощью антикоррозионных добавок, но замена свинцовых линий обслуживания (труб, соединяющих водопроводную магистраль с домом) также является вариантом. [134] Большинство сообществ избегают замены свинцовых линий обслуживания из-за высокой стоимости. [135]
В 2011 году Конгресс принял Закон о сокращении содержания свинца в питьевой воде, ужесточающий определение «не содержащей свинца» сантехники. [136] Агентство по охране окружающей среды опубликовало окончательный вариант закона 1 сентября 2020 года. [137]
В ответ на водный кризис во Флинте, штат Мичиган , 15 января 2021 года Агентство по охране окружающей среды опубликовало пересмотренный LCR, в котором рассматриваются вопросы тестирования, замены труб и связанные с этим вопросы. Правило устанавливает дополнительные требования к отбору проб водопроводной воды, контролю коррозии, работе с общественностью и тестированию воды в школах. Правило сохраняет требование о замене свинцовых линий обслуживания при превышении «уровня действия» по свинцу, но требует, чтобы коммунальное предприятие ежегодно заменяло не менее 3 процентов своих линий по сравнению с 7 процентами согласно предыдущему постановлению. [138] [139] 8 октября 2024 года Агентство по охране окружающей среды опубликовало обновленный LCR, который требует удаления всех свинцовых труб в течение десяти лет. Постановление также снижает уровень действия загрязнения свинцом до 10 ppb с текущего предела в 15 ppb. [140] [141] Правило доверия потребителей Агентства по охране окружающей среды 1998 года требует, чтобы большинство поставщиков коммунальной воды предоставляли своим клиентам отчеты о доверии потребителей, также известные как ежегодные отчеты о качестве воды. [142] Каждый год к 1 июля любой человек, подключенный к системе общественного водоснабжения, должен получать по почте ежегодный отчет о качестве воды, в котором указано, откуда берется вода в конкретной местности и что в ней содержится. Потребители могут узнать об этих местных отчетах на карте, предоставленной Агентством по охране окружающей среды. [143] 29% американцев читают свои отчеты о качестве воды. Опрос 2003 года показал, что клиенты в целом удовлетворены информацией, которую они получают от своих компаний по водоснабжению и местных или государственных экологических управлений. [79]
EPA опубликовало предлагаемое правило для перхлората 26 июня 2019 года с предлагаемым ПДК 0,056 мг/л для общественных систем водоснабжения. [144] 21 июля 2020 года EPA объявило, что отзывает свое предложение 2019 года, заявив, что оно предприняло «проактивные шаги» с государственными и местными органами власти для решения проблемы загрязнения перхлоратом. [145] В сентябре 2020 года Совет по защите природных ресурсов подал иск против EPA за его неспособность регулировать перхлорат и заявил, что 26 миллионов человек могут пострадать от перхлората в питьевой воде. [146] В соответствии с постановлением суда EPA согласилось опубликовать предлагаемое правило для перхлората в 2025 году и выпустить окончательное правило в 2027 году. [145]
В апреле 2024 года Агентство по охране окружающей среды выпустило стандарты питьевой воды для шести химических веществ ПФАС: перфтороктановая кислота (ПФОА), перфтороктансульфоновая кислота (ПФОС), GenX , перфторбутансульфоновая кислота (ПФБС), перфторгексансульфоновая кислота (ПФГхС) и перфторнонановая кислота (ПФНА). [147] [148]
В ноябре 2006 года Агентство по охране окружающей среды опубликовало свое Правило о грунтовых водах из-за опасений, что общественные системы водоснабжения, снабжаемые грунтовыми водами, будут уязвимы для загрязнения вредными микроорганизмами, включая фекалии. [149] Целью постановления, обнародованного в соответствии с Законом о безопасной питьевой воде , является предотвращение попадания микробных патогенов в общественные источники воды. [150]
Конгресс признал, что нагнетательные скважины представляют потенциальную угрозу качеству грунтовых вод, когда принял Закон о безопасной питьевой воде (SDWA) 1974 года. [151] Это поручило Агентству по охране окружающей среды США (EPA) создать национальную программу, которая предотвратит подземную нагнетательную деятельность, которая может поставить под угрозу подземные источники питьевой воды. EPA должно регулировать подземную нагнетательную деятельность жидкостей и отходов через скважины, которые выбрасывают или могут выбрасывать такие материалы в подземный резервуар питьевой воды или над ним. EPA продвигало несколько правил контроля подземной нагнетательной деятельности (UCI) с целью защиты подземных резервуаров питьевой воды от загрязнения. [151]
В своей инфраструктурной карте отчетов Американское общество инженеров-строителей (ASCE) дало инфраструктуре питьевой воды и сточных вод США оценку D− в 2005 году, что ниже оценки D в 2001 году. Согласно отчету, «система питьевой воды страны сталкивается с ошеломляющей потребностью в государственных инвестициях для замены устаревших объектов, соответствия нормам безопасной питьевой воды и удовлетворения будущих потребностей». [152] Инвестиционные потребности составляют около 19 миллиардов долларов в год на санитарию и 14 миллиардов долларов в год на питьевую воду, что в общей сложности составляет 33 миллиарда долларов в год. [153] Государственные и местные органы власти инвестировали 35,1 миллиарда долларов в водоснабжение и санитарию в 2008 году, включая 16,3 миллиарда долларов на питьевое водоснабжение и 18,8 миллиарда долларов на санитарию. [154]
В 2013 году рейтинг ASCE оставался на уровне «D», а в докладе Центра по обновлению инфраструктуры городского водоснабжения страны (ReNUWIt) Стэнфордского университета за 2013 год описывается, почему «инфраструктура водоснабжения системно устойчива к инновациям»:
Несмотря на растущее ощущение 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, вложенным в возобновляемую энергию»... Только 5 процентов из 4,3 млрд долларов венчурного капитала, инвестированных в отрасль чистых технологий, идут на водные технологии. Федеральная поддержка также снижается. Например, мембраны, которые сегодня позволяют опреснять и повторно использовать воду, были плодами НИОКР, проводившихся во время администрации Кеннеди. Теперь мы тратим в десять раз меньше на эти исследования. [155]
В статье Стэнфорда отмечается, что инновации возникают, когда коммунальные службы видят возможности для «краткосрочных выгод и немедленной экономии», когда наблюдается нехватка воды и в ситуациях, связанных с качеством жизни , как, например, в случае « инициативы по созданию зеленой инфраструктуры в Филадельфии , направленной на сокращение переполнения канализационных систем ». [155]
Что касается питьевого водоснабжения, EPA подсчитало в 2003 году, что в период с 2003 по 2023 год необходимо будет инвестировать 276,8 млрд долларов. [156] [157] Что касается санитарии, EPA подсчитало в 2007 году, что в течение следующих 20 лет необходимы инвестиции в размере 202,5 млрд долларов для контроля загрязнения сточных вод. Это включает 134 млрд долларов на очистку и сбор сточных вод, 54,8 млрд долларов на решение проблемы неудовлетворительных переполнений объединенной канализации и 9 млрд долларов на управление ливневыми водами. [158] Исследования потребностей EPA не охватывают все инвестиционные потребности, в частности, касающиеся замены капитала. [153]
В США в 2020 году около 8,9 миллионов человек (около 2,68% населения на тот момент) по-прежнему не имели доступа к домашним «безопасно управляемым» источникам воды . Что касается санитарии , в 2020 году около 5,7 миллионов (около 1,74% населения на тот момент) человек не имели доступа к домашней «безопасно управляемой» системе санитарии . [159] [160] Более 99% населения США имеют доступ к «полному набору сантехнических удобств», который определяется как наличие горячего и холодного водопровода, ванны или душа и смывного унитаза.
Однако по состоянию на 2014 год более 1,6 миллиона человек в Соединенных Штатах в 630 000 домохозяйствах по-прежнему не имели элементарных сантехнических удобств. [161] Это включает в себя доступ к туалету, душу или проточной воде. Из миллионов, не имеющих доступа к чистой воде, большинство составляют малообеспеченные люди, которые являются цветными людьми, принадлежат к племенным общинам и/или являются иммигрантами. [14] Эти группы часто проживают в сельской местности, которая более подвержена нарушениям качества воды, чем городские районы. [14] Многие из этих нарушений связаны с некачественными источниками воды и нехваткой ресурсов для поддержания текущих правил водной инфраструктуры. [14] Эти нарушения усиливаются в общинах меньшинств с низким доходом, поскольку эти общины часто игнорировались, когда дело доходило до разработки правил и создания новой инфраструктуры. [162] Исследование 2017 года использовало данные из Системы информации о безопасной питьевой воде (SDWIS) и обнаружило, что значительное количество нарушений качества воды было связано с более высокой численностью латиноамериканского и черного населения. Кроме того, цветные люди с низким доходом сталкивались с большим количеством нарушений, чем белые неиспаноязычные общины с низким доходом. [163]
В результатах Американского исследования сообщества (ACS) раса была установлена как самый большой фактор, определяющий доступ людей к чистой воде. В Соединенных Штатах 0,3 процента белых домохозяйств не имеют полноценной сантехники. Если рассмотреть эту же переменную в различных этнических группах, 0,5 процента афроамериканских и латиноамериканских домохозяйств и 5,8 процента домохозяйств коренных американцев не имеют полноценной сантехники. ACS подчеркивает различия в доступе к чистой воде, которые существуют вместе с различными расовыми и этническими группами. [164]
Эти различия в доступе к чистой воде наиболее выражены при рассмотрении определенных групп меньшинств, которые также бедны. Предыдущее исследование SDWIS 2017 года изучало количество нарушений, зарегистрированных при рассмотрении различных этнических групп и уровня их бедности. При рассмотрении сообществ, где 10% находились за чертой бедности, увеличение с 0% до 80% населения, являющегося испаноязычным, привело к изменению количества зарегистрированных нарушений с 0,10 до 0,11. Однако при рассмотрении сообществ, где 40% находились за чертой бедности, такое же увеличение испаноязычного населения привело к изменению с 0,09 до 0,17. Это исследование пришло к выводу, что эти этнические различия в доступе к чистой воде заметны и при включении сообществ с низким доходом. [163]
Как прямой результат структурного расизма , а также экологического расизма , наблюдается системная неспособность предоставить равные ресурсы и услуги всем американцам независимо от их расы или дохода. Люди не выбирают неполную сантехнику, а, скорее, это результат политики правительства, которая намеренно исключала 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 методов санитарии. В дополнение к этому жестокому обращению принятие новых законов и постановлений затруднило для коренных американцев возможность высказывать свои опасения, что только усугубило их упадок в отношении доступа к чистой воде. [162]
В 1954 году город Зейнсвилл, штат Огайо, дискриминировал афроамериканских жителей, ограничив их доступ к водопроводам. [165] При строительстве этих водопроводов город намеренно игнорировал целые кварталы, в которых проживали афроамериканцы. [166] Этот инцидент подчеркивает дискриминацию, с которой сталкивались многие неблагополучные общины, что препятствовало их доступу к чистой воде.
В период с 1950 по 2000 год в Калифорнии дебютировало несколько инициатив по водной инфраструктуре, но они были исключительными для сообществ, которые они защищали. В этот период времени Калифорния приняла меры по предотвращению интеграции испаноязычного/латиноамериканского сообщества, что привело к отсутствию внимания при создании определенной инфраструктуры. Эти сообщества не были учтены и были вынуждены прибегать к децентрализованным источникам воды и плохим методам санитарии. Отсутствие включения определенных групп в Калифорнии в водную политику способствовало общему ухудшению этих регионов. [167]
При рассмотрении конкретных аспектов политики в области водных ресурсов большинство склоняется к тому, чтобы сосредоточиться на защите питьевой воды от чрезмерного изъятия 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 были проигнорированы, что очевидно из создания новых законов и правил. [168]
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. [164]
В Центральной долине, Калифорния , жители утверждают, что вода является их самой большой проблемой, угрожающей их безопасности и выживанию. Хотя у них есть доступная вода, она чрезвычайно загрязнена, поэтому жители вынуждены преодолевать большие расстояния, чтобы получить подходящую питьевую воду. Доступ к питьевой воде сопряжен с высокими расходами, поэтому у многих в Центральной долине не было другого выбора, кроме как переехать в другие регионы. Что касается демографии Центральной долины, население представляет собой комбинацию мигрантов, которые поселились в 1900-х годах. Эти мигранты были чернокожими, латиноамериканцами и азиатами, и большинство из них были с низким доходом. Это первоначальное учреждение задало тон для нынешнего состояния Центральной долины сегодня. [169] Более 50% всех нарушений питьевой воды, зарегистрированных в Калифорнии, происходят из Центральной долины. [170] В 2006 году было обнаружено, что 20% общественной воды в Центральной долине нарушали максимальный уровень загрязнения штата. В результате многие подвергаются воздействию более высоких уровней нитратов , которые могут нанести вред 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 при реализации политики. Сочетание расовой дискриминации и бедности можно отнести к продолжающемуся водному кризису в Центральной долине. [169]
На американском Юге многие испытывают проблемы со сточными водами, в частности, из-за развития мест загрязнения и опасных отходов. [171] Южный « черный пояс », охватывающий все пространство от Делавэра до Техаса, на 54% состоит из чернокожих. [172] Эти жители не имеют надлежащих систем водоснабжения и доступа к надлежащим санитарным условиям. Эти места загрязнения часто располагаются вокруг сообществ, состоящих из меньшинств, в частности, чернокожих и испаноязычных лиц. В 1983 году Счетная палата правительства (ранее Главное контрольно-ревизионное управление) опубликовала исследование, изучающее связь между расположением мест захоронения опасных отходов и расовым и экономическим статусом окружающих жителей. Было обнаружено, что раса является наибольшим предиктором расположения места загрязнения. Непосредственная близость к токсичным свалкам и долгосрочное воздействие сточных вод приводит к множеству последствий для здоровья. [173] Исследование, проведенное в 2017 году Медицинским колледжем Бейлора, изучало развитие паразитов в округе Лоундес, штат Алабама — регионе, где 73% жителей являются чернокожими, а 31,4% жителей живут за чертой бедности. [174] [164] Было обнаружено, что 34,5% людей, живущих в этой среде с высоким риском, дали положительный результат на анкилостомоз — паразита, связанного со сточными водами. Кроме того, 73% участников исследования сообщили о воздействии неочищенных сточных вод внутри своих домов. Создание мест заражения напрямую связано с местоположением определенных расовых групп, что подчеркивает, как доступность чистой воды непропорционально влияет на цветных людей. [174]
В городе Флинт, штат Мичиган , жители употребляли питьевую воду, содержащую большое количество свинца , что приводило к различным негативным последствиям для здоровья. [175] Город Флинт состоит из афроамериканцев с низким доходом, которые столкнулись с изменением своего водоснабжения из-за финансовых ограничений. [176] Их водоснабжение было переведено с водопровода Huron Water Supply города Детройт на воду из реки Флинт в 2014 году. Группа исследователей из Virginia Tech обнаружила, что вода в реке Флинт была очень едкой из-за завышенных уровней свинца, обнаруженного в воде. Решение о смене источников воды было принято на уровне штата и полностью проигнорировало потенциальное воздействие, которое это могло оказать на сообщества, проживающие во Флинте, штат Мичиган. [175] Жители утверждают, что эта проблема была результатом экономической истории Мичигана и принятия политических решений, которые часто оставляли Флинт в неведении. Водный кризис во Флинте подчеркивает расовое неравенство, которое становится очевидным при изучении доступа некоторых регионов к чистой воде. [177]
С конца двадцатого века произошел сдвиг в денежных средствах и ресурсах, выделяемых на финансирование новой водной инфраструктуры. По состоянию на 2000 год федеральное финансирование доступности воды сократилось почти на 70% с 1980-х годов. [178] 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 в области водоснабжения и санитарии перешла от федерального правительства к местным органам власти. Хотя этот метод может быть устойчивым для большинства сообществ, группы, которые находятся в бедных районах, не имеют финансовых ресурсов для начала крупных водных проектов. За последние несколько лет местные и государственные органы власти были вынуждены увеличить свои расходы, чтобы компенсировать изъятие федеральных средств. [179]
Основная причина такого перераспределения денег заключается в переключении внимания федерального правительства на другие проекты, такие как транспорт, исследования и образование. [178] В 2008 году Департамент охраны окружающей среды штата Нью-Йорк провел исследование и определил, что для поддержания и обновления текущей водной инфраструктуры Нью-Йорку потребуется 36,2 млрд долларов, что намного больше оценки Агентства по охране окружающей среды в 21,8 млрд долларов. [180] За счет перераспределения средств на нужды водной инфраструктуры предполагаемый прирост годовой экономической активности составит более 220 млрд долларов и улучшит доступность воды для многих. [179]
Поскольку малоимущие общины меньшинств уже непропорционально сильно страдают от проблем с доступом к воде, сокращение федеральных расходов только усиливает неравенство, с которым сталкиваются эти группы. Эти общины не имеют ресурсов, чтобы решить эту проблему самостоятельно, и обращаются за помощью к федеральному правительству. Однако их невмешательство и общее пренебрежение к этим общинам приводят к продолжению их проблем. [179]
Среднестатистическое домохозяйство в США потратило около 1,1% своего дохода на воду и канализацию в 2002 году. Однако бедные домохозяйства сталкиваются с другой ситуацией: в 1997 году 18% домохозяйств США, многие из которых были бедными, платили более 4% своего дохода за счета за воду и канализацию. [181]
Средний тариф на воду в США — без учета тарифов на канализацию — составлял $2,72 за 1000 галлонов ($0,72 за кубический метр) в 2000 году, [182] : 29 со значительными колебаниями между населенными пунктами. Средние бытовые тарифы на воду при ежемесячном потреблении 15 кубических метров варьировались от $0,35 за кубический метр в Чикаго до $3,01 в Атланте в 2007 году. Комбинированный тариф на воду и канализацию составлял $0,64 в Чикаго и $3,01 в Атланте, при этом Атланта не взимала отдельную плату за услуги канализации. [183] Годовые комбинированные счета за воду и канализацию варьируются от $228 в Чикаго до $1476 в Атланте в 2008 году. [184] Для сравнения, средний счет за воду и канализацию в Англии и Уэльсе в 2008 году был эквивалентен $466. [185]
Средний годовой прирост типичных счетов за воду для жилых домов составил приблизительно 5,3 процента с 2001 по 2009 год, в то время как прирост типичных счетов за канализацию для жилых домов составил приблизительно 5,5 процента, согласно данным исследования цен на воду и сточные воды в 50 крупнейших городах, проведенного компанией Black & Veatch . [186]
Водное сообщество в США сталкивается с быстро уходящей на пенсию рабочей силой и ужесточением рынка для новых работников. В 2008 году ожидалось, что примерно треть руководителей и менеджеров выйдут на пенсию в течение следующих пяти лет. [187] В 2002 году в коммунальных службах водоснабжения и канализации в США работало 41 922 человека. [188]
Фторирование воды , контролируемое добавление умеренных концентраций фторида в общественное водоснабжение для уменьшения кариеса зубов , используется примерно двумя третями населения США в системах общественного водоснабжения. [189] Почти все основные организации общественного здравоохранения и стоматологии поддерживают фторирование воды или считают его безопасным. [190] Тем не менее, это спорный вопрос по этическим причинам, а также по причинам безопасности и эффективности. [191]
Исторически преобладающим ответом на растущий спрос на воду в США было использование все более отдаленных источников обычного водоснабжения, в частности рек. Из-за экологических проблем и ограничений в доступности водных ресурсов, включая засухи, которые могут быть вызваны изменением климата, этот подход теперь во многих случаях больше невозможен. Тем не менее, управление со стороны предложения часто осуществляется с использованием нетрадиционных водных ресурсов, в частности опреснения морской воды в прибрежных районах с высоким ростом населения. Только в Калифорнии в 2006 году планировалось построить 21 опреснительную установку общей мощностью 450 миллионов галлонов США (1 700 000 м 3 ) в день, что будет представлять собой огромное 70-кратное увеличение по сравнению с текущими мощностями опреснения морской воды в штате. [192] В 2007 году крупнейшим опреснительным заводом в Соединенных Штатах был завод в Тампа-Бэй , Флорида, который начал опреснять 25 миллионов галлонов США (95 000 м 3 ) воды в день в декабре 2007 года. [193]
В 2005 году более 2000 опреснительных установок производительностью более 100 м3/день были установлены или законтрактованы в каждом штате США с общей производительностью более 6 миллионов м3/день. Только 7% этой мощности было предназначено для опреснения морской воды, в то время как 51% использовали солоноватую воду и 26% использовали речную воду в качестве источника воды. [194] Контрактная мощность соответствует 2,4% от общего объема муниципального и промышленного водопользования в стране в 2000 году. [195] Фактическая доля опресненной воды ниже, поскольку часть контрактной мощности никогда не была построена или никогда не эксплуатировалась, была закрыта или не эксплуатируется на полную мощность. [194]
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, одновременно с продвижением услуг гигиены и санитарии, защита ресурсов пресной воды, содействие сотрудничеству в области общих водных ресурсов и укрепление финансирования водных ресурсов. [196]
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 с помощью комплексной программы сохранения воды, включающей ценовую политику, образование, правила и скидки на водосберегающие приборы. Другие города, такие как Атланта и Лас-Вегас, также запустили программы сохранения воды, которые являются несколько менее всеобъемлющими, чем программа в Сиэтле, в отношении использования воды внутри помещений. Однако Лас-Вегас намеренно сосредоточился на ограничении спроса на воду снаружи, который составляет 70% от потребления воды в жилых помещениях города, за счет сокращения площади газонов и стимулирования использования датчиков дождя, контроллеров орошения и покрытий для бассейнов. [197] На федеральном уровне Закон об энергетической политике 1992 года установил стандарты для водосберегающих приборов, заменив 3,5 галлона США (13 л) на смыв (gpf) туалета на новый максимальный стандарт 1,6 галлона США/6 литров на смыв для всех новых туалетов. К 1994 году федеральный закон предписал, чтобы душевые лейки и краны, продаваемые в США, выпускали не более 2,5 и 2,2 галлона США (8,3 л) воды в минуту соответственно. [198] Также в 1994 году AWWA создала информационный центр по вопросам сохранения, эффективности и управления спросом на воду под названием WaterWiser, чтобы помочь специалистам по сохранению водных ресурсов и широкой общественности использовать воду более эффективно. [199] В 2006 году EPA запустило свою программу WaterSense для поощрения эффективности использования воды сверх стандартов, установленных Законом об энергетической политике, посредством использования специальной маркировки на потребительских товарах. [200] [201] Администрация Обамы еще больше ужесточила правило 2,5 галлона в минуту, чтобы приспособления с несколькими душевыми головками могли использовать это количество только коллективно. Администрация Трампа ослабила эту часть правила, чтобы рассматривать каждую душевую головку по отдельности. В 2021 году администрация Байдена предложила восстановить версию Обамы. [202]
Распределительные потери в США обычно составляют 10–15% от общего забора, хотя они могут превышать 25% от общего потребления воды в старых системах. [197] Согласно другому источнику, неучтенная вода (UFW) – которая включает системные потери, воду, используемую для пожаротушения, и воду, используемую в процессе очистки – оценивалась всего в 8% в системах с более чем 500 000 подключений в 2000 году. [203] : 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 среди 16 индустриальных стран. [204]
Низкие тарифы на воду и ненадлежащие тарифные структуры не способствуют экономии воды. Например, ставки с убывающим блоком, при которых единичная ставка уменьшается с потреблением, вряд ли предлагают какие-либо стимулы 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 тарифами с возрастающим блоком (единичная ставка увеличивается с потреблением) и 19% были тарифами с убывающим блоком. [182] Использование тарифов с убывающим блоком резко сократилось с 45% всех тарифных структур в 1992 году. [93] Тарифы на канализацию часто являются фиксированными ставками, которые не связаны с потреблением, таким образом, не предлагая никаких стимулов для экономии воды. [197]
Повторное использование регенерированной воды становится все более распространенным ответом на нехватку воды во многих частях Соединенных Штатов. Регенерированная вода повторно используется напрямую для различных непитьевых целей в Соединенных Штатах, включая орошение городских ландшафтов парков, школьных дворов, разделительных полос автомагистралей и полей для гольфа; противопожарную защиту; коммерческие цели, такие как мойка транспортных средств; промышленное повторное использование, такое как охлаждающая вода, котельная вода и техническая вода; экологические и рекреационные цели, такие как создание или восстановление водно-болотных угодий; а также сельскохозяйственное орошение. [205] В некоторых случаях, например, в округе Ирвин-Ранч-Уотер в округе Ориндж , она также используется для смыва туалетов. [206]
Было подсчитано, что в 2002 году в общей сложности 1,7 миллиарда галлонов США (6 400 000 м 3 ) в день, или почти 3% общественного водоснабжения, напрямую повторно использовались. Калифорния повторно использовала 0,6, а Флорида 0,5 миллиарда галлонов США (1 900 000 м 3 ) в день соответственно. В 2002 году в двадцати пяти штатах были приняты правила использования регенерированной воды. [205] Планируемое прямое повторное использование регенерированной воды было начато в 1932 году со строительством объекта регенерированной воды в парке Золотые Ворота в Сан-Франциско. Регенерированная вода обычно распределяется с помощью двухтрубной сети с цветовой кодировкой , которая полностью отделяет трубы регенерированной воды от труб питьевой воды. [207]
Лидерами в использовании регенерированной воды в США являются Флорида и Калифорния, [208] с округом Irvine Ranch Water District в качестве одного из ведущих разработчиков. Они были первым округом, одобрившим использование регенерированной воды для внутренних трубопроводов и использования в смывных туалетах. В таких местах, как Флорида, где необходимо избегать перегрузки чувствительных принимающих вод питательными веществами, повторное использование очищенной или регенерированной воды может быть более экономически целесообразным, чем соблюдение более высоких стандартов утилизации поверхностных вод, предписанных Законом о чистой воде. [209]
В отчете Национального исследовательского совета США за январь 2012 года [210] комитет независимых экспертов обнаружил, что расширение повторного использования муниципальных сточных вод для орошения, промышленных нужд и увеличения запасов питьевой воды может значительно увеличить общие доступные водные ресурсы Соединенных Штатов. [211] Комитет отметил, что доступен ряд вариантов очистки для смягчения проблем с качеством воды в регенерированной воде. Отчет также включает анализ риска, который предполагает, что риск воздействия определенных микробных и химических загрязнителей при употреблении регенерированной воды не выше, чем риск при употреблении воды из существующих систем очистки воды, а в некоторых случаях может быть на порядки ниже. В отчете делается вывод о том, что корректировки федеральной нормативной базы могут улучшить охрану общественного здоровья и повысить доверие общественности к повторному использованию воды .
Существуют примеры сообществ, которые безопасно использовали переработанную воду в течение многих лет. Санитарные округа округа Лос-Анджелес предоставляли очищенные сточные воды для орошения ландшафтов в парках и на полях для гольфа с 1929 года. Первое предприятие по переработке воды в Калифорнии было построено в парке « Золотые ворота» в Сан-Франциско в 1932 году. Округ пополнения водных ресурсов Южной Калифорнии стал первым агентством по грунтовым водам, получившим разрешение на использование переработанной воды для пополнения запасов грунтовых вод в 1962 году.
Округ Ориндж расположен в Южной Калифорнии, США, и является классическим примером непрямого повторного использования питьевой воды. [212] В этом районе существует крупномасштабная схема искусственного пополнения запасов грунтовых вод, которая обеспечивает крайне необходимый пресноводный барьер для проникновения морской воды. [213] Часть закачиваемой воды состоит из переработанной воды, которая была запущена в 1976 году с Water Factory 21, которая использовала RO и высокую известь для очистки воды (производительность 19 000 м3 в день). [214] Этот завод был выведен из эксплуатации в 2004 году и с тех пор освободил место для нового проекта с более высокой производительностью (265 000 м3 в день с конечной производительностью 492 000 м3 в день) под названием Groundwater Replenishment System. [212]
Водный округ Ирвин-Ранч ( IRWD) был первым водным округом в Калифорнии, получившим от штата разрешение на неограниченное использование своей переработанной воды; такое разрешение означает, что вода может использоваться для любых целей, кроме питья. IRWD поддерживает одну из крупнейших систем переработанной воды в стране с более чем 400 милями, обслуживающими более 4500 подключений со счетчиками. Водный округ Ирвин-Ранч и Водный округ округа Ориндж в Южной Калифорнии являются признанными лидерами в области переработанной воды. Кроме того, в водном округе округа Ориндж, расположенном в округе Ориндж , вода проходит более сложную очистку и косвенно используется для питья. [215]
Река Тринити в Техасе является показательным примером системы поверхностных вод с преобладанием сточных вод, где 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 опасения по поводу питательных веществ , очистные сооружения в Далласе/Форт-Уэрте, которые в совокупности сбрасывают около 2 миллионов м3 сточных вод в день, используют процессы удаления питательных веществ. Небольшое разбавление вод с преобладанием сточных вод происходит по мере того, как вода перемещается из Далласа/Форт-Уэрта в озеро Ливингстон, которое является одним из основных резервуаров питьевой воды для Хьюстона. Как только вода достигает озера Ливингстон , она подвергается обычной очистке питьевой воды перед доставкой потребителям в Хьюстоне. [216]
Округ Ориндж расположен в Южной Калифорнии, США, и является классическим примером ПИС. [225] В этом районе существует крупномасштабная схема искусственного пополнения запасов грунтовых вод, обеспечивающая крайне необходимый пресноводный барьер для проникновения морской воды. [226] Часть закачиваемой воды состоит из переработанной воды, начиная с 1976 года с Water Factory 21, которая использовала обратный осмос и высокую известь для очистки воды (производительность 19 000 м3 в день). [227] [228] Этот завод был выведен из эксплуатации в 2004 году и с тех пор освободил место для нового проекта с более высокой производительностью (265 000 м3 в день с конечной производительностью 492 000 м3 в день) под названием Система пополнения запасов грунтовых вод. [228] [225] Эта новая схема использует новую технологическую комбинацию обратного осмоса, микрофильтрации и ультрафиолетового света с перекисью водорода. [228] [227] Также разрабатываются планы по дальнейшему увеличению мощности системы, [225] которая уже обеспечивает до 20% воды, используемой страной. [229]
В США Сан-Диего , Калифорния, является ведущим штатом, внедряющим IPR. МФ, RO и УФ/H 2 O 2 применяются до пополнения грунтовых вод очищенными стоками (CDPH, 2013). В Сан-Диего усилия по увеличению доли оборотной воды были возобновлены обширным исследованием в 2006 году. [228] МФ обеспечивает существенное удаление растворенного органического вещества в стоках (dEfOM), в то время как снижение dEfOM до 0,5 мг/л (в пересчете на TOC) достигается за счет применения RO. Химическая окислительная обработка (УФ/H 2 O 2 ) после мембранных этапов приводит к снижению N-нитрозодиметиламина (NDMA), а также к улучшению качества стоков в отношении их органического содержания. [230]
Источники воды города Эль-Пасо (Техас, США) включают подземные водоносные горизонты и поверхностные воды из Рио-Гранде . Для повышения уровня подземных вод компания El Paso Water Utilities закачивает в водоносный горизонт очищенную воду. На современных очистных сооружениях для очистки воды используется двухступенчатый порошковый активированный уголь (PAC), добавление извести, двухступенчатая рекарбонизация, песчаная фильтрация, озонирование, гранулированный активированный уголь (GAC) и хлорирование . [231] Проект пополнения Hueco Bolson, который изначально начался в 1985 году, в настоящее время пополняет 1700 акро-футов в год очищенной воды в 10 нагнетательных скважинах и 800 акро-футов в год в инфильтрационном бассейне для пополнения подземных вод. [232]
В Колорадо , США, муниципальный водный округ реки Колорадо реализовал проект по сбору очищенных муниципальных сточных вод из города Биг-Спринг и предоставлению дополнительной усовершенствованной очистки перед смешиванием с их системой подачи сырой поверхностной воды (2012). Усовершенствованная очистка муниципальных сточных вод состояла из МФ, обратного осмоса и ультрафиолетового окисления, производя очень высококачественную воду, которая смешивается с поверхностной водой из озера EV Spence для распределения по их членам и городам-клиентам (производство 6700 м 3 в день). [232]
Дополнительные примеры:
В июле 2014 года город Уичито-Фолс , штат Техас (США), стал одним из первых в США, кто начал использовать очищенные сточные воды непосредственно в своем питьевом водоснабжении (производительность 45 000–60 000 м3 в день). Очищенные сточные воды дезинфицируются и перекачиваются на водоочистную станцию Cypress, где они проходят осветление , микрофильтрацию (МФ), обратный осмос (ОО) и дезинфекцию ультрафиолетовым светом перед сбросом в отстойник , где они смешиваются с озерной водой (50:50). Смешанная вода проходит семиступенчатую обычную очистку поверхностных вод. [242]
Предлагаемые проекты:
В Соединенных Штатах были предприняты многочисленные усилия по контролю загрязнения водных ресурсов и обеспечению безопасности питьевой воды. Наиболее всеобъемлющие федеральные правила и стандарты для отрасли очистки воды были внедрены 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 устранения всех загрязнений воды к 1985 году и санкционировал расходы в размере 24,6 млрд долларов на исследовательские и строительные гранты. [19] В 1974 году Конгресс принял Закон о безопасной питьевой воде , указав ряд загрязняющих веществ, которые необходимо было тщательно контролировать и сообщать жителям, если они превышали максимальные уровни загрязнения. [245] CWA включал существенное федеральное грантовое финансирование для улучшения инфраструктуры очистки сточных вод в форме строительных грантов местным органам власти.
Закон о качестве воды 1987 года внес поправки в CWA, заменив программу грантов на строительство очистных сооружений на систему субсидированных кредитов с использованием Возобновляемого фонда чистой воды штата (CWSRF). Кредиты используют комбинацию из 80% федеральных средств и 20% соответствующих фондов от штатов. [15] Возникли новые проблемы, такие как необходимость решения проблемы переполнения комбинированных канализаций , для которой Агентство по охране окружающей среды выпустило политику в 1994 году и которая была кодифицирована в закон Конгрессом в 2000 году. [246] В 1996 году Конгресс учредил Возобновляемый фонд питьевой воды штата для финансирования инвестиций в улучшение соответствия более строгим стандартам качества питьевой воды. [37]
Сегодня города вкладывают значительные средства в контроль за переливами общесплавных канализационных систем, в том числе путем строительства хранилищ в канализационной системе для обеспечения последующего контролируемого сброса сточных вод на очистные сооружения.
Одним из способов удовлетворения потребностей коммунальных служб 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 быть в форме льготных кредитов из государственных оборотных фондов (SRF), кредитов коммерческих банков или — в случае крупных коммунальных предприятий — облигаций, выпущенных непосредственно на рынке капитала. В случае водоснабжения (т. е. за исключением санитарии) 42% инвестиций финансировались за счет заимствований частного сектора, 39% — за счет текущих доходов, 13% — за счет государственных займов, включая SRF питьевой воды, 5% — за счет государственных грантов и 1% — из других источников. [5] Существует два SRF: более крупный Государственный оборотный фонд чистой воды , созданный в 1987 году, [247] [248] [249] и меньший Государственный оборотный фонд питьевой воды, созданный в 1997 году. [250] Они получают федеральные и государственные взносы 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 с Clean Water State Revolving Fund. В дополнение к SRF Министерство сельского хозяйства США предоставляет гранты, кредиты и гарантии по кредитам на водоснабжение и санитарию в небольших населенных пунктах (с населением менее 10 000 жителей), а также техническую помощь и обучение. [251]
Закон о восстановлении и реинвестировании в Америку от 17 февраля 2009 года выделил 4 млрд долларов на SRF чистой воды, 2 млрд долларов на SRF питьевой воды и, среди прочего, 126 млн долларов на проекты по переработке воды через Бюро мелиорации США . [252] Эта программа превысила предыдущие уровни финансирования, поскольку Конгресс одобрил только 1,5 млрд долларов США федерального финансирования для государственных оборотных фондов в 2008 году. Это было намного ниже исторического среднего показателя в 3 млрд долларов США в год для Государственного оборотного фонда чистой воды (1987–2006) [248] [253] и 1,2 млрд долларов США в год для Государственного оборотного фонда питьевой воды (1997–2005). [250] Доля федерального финансирования санитарии снизилась с почти 50% в начале 1980-х годов до примерно 20% в начале 1990-х годов. [254] В статье, опубликованной в мае 2016 года, утверждалось, что «на федеральном уровне наблюдается колоссальный отказ от помощи городам в финансировании проектов водоснабжения», а также указывалось, что общие федеральные расходы на водоснабжение «сократились на 75 процентов с 1977 года» и что эксперты ожидают возникновения большего количества ситуаций, подобных кризису водоснабжения во Флинте . [255]
Конгресс принял Закон о финансировании и инновациях в сфере водной инфраструктуры 2014 года (WIFIA), чтобы предоставить расширенную программу кредитования для проектов в сфере инфраструктуры водоснабжения и водоотведения с более широкими критериями соответствия, чем ранее разрешенные возобновляемые фонды. [256] В соответствии с законом Агентство по охране окружающей среды создало свой Центр финансирования водной инфраструктуры и устойчивости в 2015 году, чтобы помочь местным органам власти и муниципальным коммунальным службам разрабатывать инновационные механизмы финансирования, включая государственно-частное партнерство. Он является частью федеральной правительственной инициативы по развитию американских инвестиций. [257] Конгресс внес поправки в программу WIFIA в 2015 и 2016 годах. [258] Одним из предусмотренных инструментов для стимулирования финансирования в сфере водной инфраструктуры являются квалифицированные государственные инфраструктурные облигации (QPIB), освобожденные от налогов муниципальные облигации, которые могут использоваться частными компаниями. [259]
В 2007 году Агентство по охране окружающей среды заявило: «Повышение безопасности инфраструктуры питьевой воды и сточных вод нашей страны стало главным приоритетом после событий 11 сентября . В настоящее время предпринимаются значительные действия по оценке и снижению уязвимости к потенциальным террористическим атакам ; по планированию и отработке мер реагирования на чрезвычайные ситуации и инциденты; и по разработке новых технологий безопасности для обнаружения и мониторинга загрязняющих веществ и предотвращения нарушений безопасности». [260] [261]
Одним из важнейших элементов безопасности воды является раннее и точное обнаружение загрязнения. Агентство по охране окружающей среды выпустило консультативный материал и руководящие принципы для систем оповещения о загрязнении, которые должны быть внедрены в коммунальные службы водоснабжения и водоснабжения. Проблемы безопасности, с которыми коммунальные службы часто сталкиваются, связаны с быстрым обнаружением, точностью и способностью быстро принимать меры при возникновении проблем с водой. Если загрязнение обнаружено достаточно рано, его можно предотвратить от попадания к потребителям , и можно ввести в действие аварийные запасы воды. [262]
В случаях, когда загрязнение все еще может достичь потребителей, необходимы быстрые и эффективные системы связи . Все эти факторы также указывают на необходимость организованных и отработанных процедур реагирования на чрезвычайные ситуации и готовности .
С 2002 года в соответствии с Законом о биотерроризме водоканал , снабжающий водой более 3300 человек, должен принять как минимум следующие меры для обеспечения безопасности водоснабжения: [263] [264] [265]
Совсем недавно, в соответствии с Законом о безопасности питьевой воды 2009 года, Агентство по охране окружающей среды теперь обязано устанавливать стандарты эффективности, основанные на оценке риска, для общественных систем водоснабжения, обслуживающих более 3300 человек. [264]
{{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь ){{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ){{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )