私たちの飲料水システムは災害です。 私たちは何ができる?

先進国の人々は、タップして安全な飲料水の流れを有効にします。これは、飲み水の流れが劇的に増えることです。 昨年、ミシガン州フリントの子供たちが鉛中毒の陽性検査を開始し、その原因が水道水を追跡した昨年、その満足感は劇的に損なわれました。 しかし、フリント氏は誰も驚かされてはならない。 実際、水産業の専門家は何年も前から警報を発してきました。 先進国の水インフラの多くは建設された 70〜100年前 その有効寿命の終わりに近づいている。 米国水道協会は、「代替時代」に入って、「以前の世代によって遺棄された水と排水システム」を再構築する必要があると主張しています。ほとんどのパイプは、材料とその環境に応じて、 60から95年の寿命。 処理プラントの機械的および電気的コンポーネントは、15から25までの期間に対応できます。 迅速なアップグレードがなければ、鉛やヒ素の中毒、細菌やウイルスの汚染、給水の中断やコストのかかる緊急修理の漏れの増加などにより、水質が悪化する可能性があります。

2013では、米国土木学会 米国の飲料水システムにD級を与えた。 米国全域で、240,000の水道幹線は1年に1回、または2分ごとに約1回バーストします。 毎年、処理された水の32億立方メートル(XNUM×10億立方ヤード)以上が世界中の水漏れで失われています。 世界銀行によると。 また、米国の飲料水は全体的にはかなり安全ですが、細菌やウイルスによる汚染は定期的に人々を病的にします。 2011-2012では、国家は見た 32の飲料水関連疾患の流行、431の病気と14の死亡原因、疾病管理予防センター(Centers for Disease Control and Prevention)によると、

米国の飲料水管の1万マイル(1.6百万キロメートル)以上を他の水インフラと共にアップグレードし、人口の増加に対応するためにシステムを拡張することは、次の期間にわたってUS $ 1兆AWNAによると、25年。 必要な財政投資は心配ですが、アップグレードを延期すると、漏れたパイプや時代遅れの処理施設による水質の低下、サービスの中断、さらにはコストの増加を意味する可能性があります。座屈した道路。

目標とされたトリアージを実施するために、センサー、スマートメーター、データ管理プラットフォームなどの新しいテクノロジーが、水道事業者が貴重な資金をどのように配分し、問題を先取りするかについて情報に基づいた決定を下すのを助けています。

"私たちは資産管理について説教します。 ただ置き換えないでください x パイプの割合は年に一度です」とAWWAの立法ディレクター、トミー・ホームズ(Tommy Holmes)は言います。 「あなたのシステムを分析し、地理的な領域に集中するのではなく、パイプの2%を交換する必要があるかを選択します。 最初に失敗する寸前のパイプを交換したいと思っています。


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テックアーセナル

これらの戦略的決定を行うのを助けるのはハイテクに進んでいる水道メーターです。 都市では、スマートメーターを顧客の家屋やビジネスに設置し、水の使用量を測定し始めています。 高度なメーターインフラストラクチャ(AMIとして知られている)は、無線技術によって消費された水に関するデータをリアルタイムで中央のオフィスに送信できるため、「水の使用以外にも多くのことを教えてくれる」と、インテリジェントの副社長ケン・トンプソンのための水溶液 CH2Mは、コロラドに本拠を置くグローバルエンジニアリング会社で、地方自治体がインフラ整備の計画を立て、技術を選択し、機器を単一の管理システムに統合することを支援します。 Thompsonによると、AMIメーターは、異常な使用パターンを発見することで、顧客の不動産に漏れを見つけることができます。 彼らはまた、通りの下のパイプラインの休憩でゼロにすることができます。これは吸引を作り、住民の家から水を引き出します。 「逆流の問題があるクラスタがある場合は、その通りにパイプラインが壊れている可能性があります」とThompson氏は言います。 そのデータを使用して、管理者は休憩の場所を計算し、近くの家屋や道路に損害を与える前に速やかに修正することができます。

センサは、最新の水インフラストラクチャのもう一つの重要なコンポーネントであり、漏れと汚染の両方を検出するために使用されます。 水は、水の特定の化学的特性を測定するように設計されたセンサー上を直接通過します。 センサは、通常金属製またはプラスチック製の円筒形のケースに入れられ、8〜12インチの長さのパイプで直接ネジで留められます。 シリンダーにはデータ収集と通信用の電子機器も含まれています。 水管理システムの場合、CH2Mは一般的に3種類のセンサーを使用しています。 飲料水は標準的な化学プロファイルを持っているため、個々の汚染物質をテストするのではなく、偏差に気付くように設計されています。 センサーが収差を示している場合、水の管理者に警告して水のテストを行い、変化の原因とそれが公衆衛生に有害かどうかを判断します。

「何十万もの化合物があります」とThompsonは言います。 "あなたはすべてを見ることはできません。"

CH2Mのセンサーのクライアントは、通常、それぞれ数千ドルの費用がかかるとThompsonは述べています。 テキサス州ダラスにあるような大きなユーティリティは、10から20までのセンサーを使用するかもしれないが、数千人にサービスする本当に小さいものは、「1つか2つで動かすかもしれない」と彼は言う。

オンタリオ州ハミルトンのMcMaster大学では、研究者たちは、水センサー技術とは異なるアプローチ、すなわち非常に安価な方法で取り組んでいます。 McMaster Industry Liaison Officeのエグゼクティブ・ディレクターであるGay Yuyitungは、大学の研究者が10あたりの費用がかかるセンサーの製造に取り組んでいると述べています。

Rセンサーは小型化(ごま種子の大きさ程度)し、低コストの材料と製造方法を使用することで、この劇的な価格下落を達成しています。 「それは 高度に特殊化された製造とは対照的に、インクジェットプリンタを使用してセンサを製造するようになっています」とYuyitung氏は述べています。 "彼らは部品を安価に大量生産できるように部品を削減している。

同僚の工学部のRaja GhoshとRavi Selvaganapathyを含むMcMasterの工学教授Jamal Deenとそのチームは、 塩素とpHを検出できる化学センサー 飲料水で 基本的な材料の上に、彼らは異なる化学的インタフェースを適用することができますので、センサーは様々な汚染の問題をテストすることができます。 将来的には、このセンサーの革新により、特に小規模の水道事業者にとっては、これらの技術をより簡単に手に入れることができます。 米国では、地域の水道システムの84.5%が3,300の人々よりも少なくなっています。

センサは安価であり、無線で通信することができるため、カナダの北部またはインドの農村部のFirst Nationsコミュニティなど、地方自治体の水処理システムにはまだ接続されていない小規模なリモートコミュニティでも安全な飲料水の確保に役立ちます。 世界中の人口増加のニーズを満たすためには新しい水インフラが必要ですが、建設前であってもコミュニティは水質を測定する技術の恩恵を受けることができます。 水道網に居住している人々は、センサーを使って湖、川、井戸などをテストして、水供給源にスパイクされた自然発生の砒素や牛が最近浴室を破損したかどうかを判断するかもしれません。

システム管理

ソフトウェアは、地方自治体の水道インフラへのアップグレードの優先順位付けのための別の技術的ツールを提供します。 2つの大きな選手は MicrosoftのCityNext & IBMのよりスマートな都市スマートメーター、センサー、その他の情報源からのデータを分析して、新たに発生する漏れや汚染を特定します。

毎年300百万ガロン(XNUM×10億リットル)以上の水を使用するマイアミ・デイド郡の公園システムは、IBMのプラットフォームを使用して水の消費量の不規則性を検出し、公園管理者を派遣してチェックします。 「私たちは文字通り何ヶ月も必要な修理を見つけ出し、必要な修理に対応するために保存しています」と、パークス、レクリエーション、オープンスペース部のマイアミ・デイド郡のディレクター、ジャック・カーディスは言います。 同省は、年間1.14万ドルの水道料金を7%から12%削減する予定です。

CH2Mはまた、水道事業者にシステム管理プラットフォームを提供しています。トムソン氏は、オペレーターが問題解決に積極的に取り組むことができるように支援しています。 2013では、米国環境保護庁の資金提供を受けて、CH2Mはフィラデルフィア、ニューヨーク、ダラス、サンフランシスコにサーベイランスシステムとレスポンスシステムを導入しました。 このシステムは飲料水を汚れから守るために設計されたものですが、都市はそれらを日常的な水質管理に利用しています。 CH2Mは、米国で約1ダースの大規模な水道システムを構築し、世界中のさまざまな規模の数千のシステムを完成させました。

データプラットフォームの真の強みは、以前はサイロ化されていたさまざまな情報の流れ(水の流量、インフラストラクチャーの状態、水質)を1か所に集約しています。

IBMスマート・ウォーター・マネジメントのセールス・マネージャー、マイケル・サリバン(Michael Sullivan)は、このようなシステムがフリントの鉛有害性をはるかに迅速に特定できたと言います 「フリントの問題の一部は、実際の可視性がないことでした」と彼は言います。 「情報が揃っていたが、問題は実際にはそれほど遠くまで見ることはできなかった」

サリバン氏は、「センサのような市民を扱う」とは、途上国で特に人気が高いことです。IBMやCH2Mのようなデータプラットフォームでは、特定の地域のパイプの材質や年齢、地域の予測寿命など、他の重要な情報も組み込むことができます。 また、特定の地域での漏水や変質した水質に関する顧客からの電話がベースラインのしきい値を上回った場合、ほぼリアルタイムで問題にフラグを立てることができます。

顧客の目を地面に頼ることは新しいことではありません。 1993 クリプトスポリジウム ミルウォーキーで発生した400,000の病気は、地元の薬局が公衆衛生当局と呼ばれ、Imodiumの在庫を維持できないと言われたときに、最初に告発されたとThompsonは言う。

人間のフィードバックは、スマートメーターやセンサーをまだ持っていないシステムにとって特に重要です。 サリバン氏は、「センサのような市民を扱う」とは、途上国で特に人気が高いことです。 南アフリカでは、IBMが提唱する、 ウォーターウォッシャーズ Sullivan氏は、携帯電話でリーク、汚染、河川の詰まりなどの問題を報告することができました。

資金調達の質問

スマート技術は、水道事業者が設備投資のドルをどこに費やすかについてより精通した意思決定を行い、全体的にお金を節約する可能性がある一方で、AWWAが米国の飲料水インフラを整備するために必要と予測する$ 1兆次の四半世紀にわたって

米国では、連邦、州、地方自治体が費やした 水インフラへのUS $ 109億 議会の予算庁によると、2014の水質管理(水道、下水処理施設、飲料水処理、配達を含む。 新パイプや更新された飲料水処理施設のような設備投資のために、その約3分の1(約US $ 36億)が費やされました。

そのようなドルは、地方の水道料金、免税地方債、EPAのクリーン・ウォーター・ステート・リボルビング・ファンド(Clean Water State Revolving Fund) $ 863万ドルの助成金 2016年度の飲料水施設の州へ。 議会は2014の新しい低金利ローンプログラムを作りましたが、それにはまだ資金を投入していません。

これらのプールは十分ではありません。 投資額が$ 1兆に達するには、米国は年間平均US $ 400億を費やす必要があります。 設備投資のためのUS $ 36億ははるかに短いです。

結局のところ、顧客は水道料金をさらに支払わなければならないため、公益事業は経年変化するインフラを置き換えるために必要な資金を交付します。 多国籍のプロフェッショナルサービス会社によると、官民パートナーシップによる民間投資は、苦労している地方自治体の道である可能性が高い EY2つの重要なハードルにもかかわらず、 人々の健康が危機に瀕しているため、水分野は大幅に規制されており、変化については慎重であるため、企業は通常、水インフラ投資から離れています。 そして、人権活動家は、水の供給に関わる法人を取得することは、貧しい人々にとって高すぎる価格につながることを長く心配してきました。 それにもかかわらず、ホワイトハウスウォーターサミットでは、米国の水インフラを改善するために、22社が民間資金で$ 150以上をコミットしたと発表した3月の4世界水の日に一歩前進しました。

最終的には、顧客はおそらく 水をもっと払う ユーティリティーは順番に、高齢化するインフラを置き換えるために必要な資金を持っています。 AWWAによれば、大部分のアメリカ人は、タップに配送された水の3.75ガロンごとに$ 1,000未満を支払う。 AWWAの立法ディレクター、トミー・ホームズ(Tommy Holmes)は、安全な飲料水をはるかに過小評価していると言います。 「水は天から降ってくる自然発生のものなので、高価ではないはずです」と彼は言う。 しかし、母なる自然は水を集めずに扱い、パイプを通してそれを届けます。 人々はそれをし、彼らは支払われる必要があります。 Ensiaホームページを見る

著者について

サンフランシスコを拠点とする独立記者Erica Giesは、現在パリに住んでいます。 彼女は、科学と環境、特にエネルギーと水について、 ニューヨークタイムズ、インターナショナル・ヘラルドトリビューン、フォーブス、ワイヤード・ニュース その他の店舗。

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この記事はもともとEnsiaに登場しました