Jak zanieczyszczona jest woda pitna w USA?

Woda z kranu w USA jest jedną z najczystszych na Ziemi, na ogół bezpieczną od drobnoustrojów i chemikaliów, które nękały zasoby ludzkie od tysiącleci. Podczas gdy znaczna część planety opiera się na marnej i / lub zanieczyszczonej wodzie pitnej, Amerykanie mogą napełnić szklankę stosunkowo niskim ryzykiem kryptosporydium, chromu lub chlordanu.

Jednak nie zawsze tak było - i w wielu częściach kraju nadal tak nie jest. Ponad 45 lat po pierwszym Dniu Ziemi zapoczątkował nową erę świadomości ekologicznej miliony Amerykanów nadal piją niebezpieczną wodę z kranu, nawet o tym nie wiedząc.

Rząd USA praktycznie nie nadzorował jakości wody pitnej przed latami siedemdziesiątymi XX wieku, pozostawiając zadanie mozaice lokalnych przepisów, które często były słabo egzekwowane i powszechnie ignorowane. Dopiero Kongres uchwalił ustawę o bezpiecznej wodzie pitnej w 1974 r., Kiedy nowo utworzona amerykańska Agencja Ochrony Środowiska (EPA) mogła ustanowić krajowe limity niektórych zanieczyszczeń w wodzie wodociągowej. Później Kongres wzmocnił uprawnienia agencji poprawkami z 1986 i 1996 r.

Ale pomimo czterdziestu lat pracy, które uczyniły amerykańską wodę wodociągową ogólnie bezpieczniejszą, powódź niebezpieczeństw wciąż czai się pod powierzchnią. Obejmuje to długotrwałe zagrożenia, takie jak ołów, którego ciągłe ryzyko zostało podkreślone w ostatnich latach przez trudną sytuację mieszkańców Flint w stanie Michigan. Zawiera także szereg nowszych, mniej znanych chemikaliów, z których wiele nie podlega przepisom rządowym.

W raporcie z 2009 r. EPA ostrzegła, że ​​„zagrożenia dla wody pitnej rosną”, dodając „nie możemy dłużej traktować naszej wody pitnej jako czegoś oczywistego”. W 2010 r. Organizacja non-profit Environmental Working Group (EWG) wydała przełomowy raport ostrzegający, że chrom-6 - prawdopodobny czynnik rakotwórczy dla ludzi rozsławiony przez film Erin Brockovich z 2000 roku - jest powszechny w zaopatrzeniu w wodę co najmniej 35 amerykańskich miast. EWG nadal monitoruje ten problem, w 2017 r. Informując, że chrom-6 został wykryty w zasobach wody pitnej obsługujących ponad 200 milionów Amerykanów.

W 2016 r. Badanie na Uniwersytecie Harvarda wykazało niebezpieczne poziomy substancji polifluoroalkilowych i perfluoroalkilowych (PFAS) - przemysłowych substancji chemicznych związanych z rakiem, zaburzeniami hormonalnymi i innymi problemami zdrowotnymi - w wodzie pitnej 6 milionów Amerykanów.

Ustawa o bezpiecznej wodzie pitnej obejmuje ponad 90 zanieczyszczeń, ale w USA stosuje się dziesiątki tysięcy chemikaliów, w tym ponad 8 000 monitorowanych przez EPA, a wiele z ich skutków zdrowotnych pozostaje niejasnych. Badania powiązały szereg nieuregulowanych substancji chemicznych z rakiem, zmianami hormonalnymi i innymi problemami zdrowotnymi - a nawet niektóre z nich nie zaktualizowały swoich standardów od lat 70. - ale od 2000 r. Nie dodano do listy żadnych nowych substancji zanieczyszczających.

Ponieważ organy regulacyjne walczą o utrzymanie dziesięcioleci zatrzymania postępu w czyszczeniu amerykańskiej wody z kranu, niezliczona ilość Amerykanów nieuchronnie wypije niebezpieczną wodę w przyszłości - zarówno z nieuregulowanych zanieczyszczeń, jak i tych regulowanych, które przechodzą obok oczyszczalni ścieków. Nie wszystkie z tych zanieczyszczeń będą niebezpieczne, a nawet niektóre z nich mogą powodować jedynie łagodne bóle brzucha lub mogą zająć lata, aby wykazać jakiekolwiek skutki. Ale ponieważ wyeliminowanie niepewności będzie procesem powolnym, oto krótkie spojrzenie na to, co wiemy o zaopatrzeniu w wodę w USA i zanieczyszczających je zanieczyszczeniach.

W leczeniu

Kiedyś uzdatnianie wody obejmowało tylko filtrację, ale teraz dodaje się środki dezynfekujące, aby zabić wszelkie drobnoustroje, które mogły przedostać się przez filtry. (Zdjęcie: Niruti Puttharaksa / Shutterstock)

Jak w ogóle zanieczyszczenie dostaje się do amerykańskich zasobów wodnych, skoro woda z kranu musi najpierw przejść przez stacje uzdatniania wody? Większość zanieczyszczeń jest odfiltrowywana lub zabijana środkami dezynfekującymi, ale oczyszczalnie nie są niezawodne, a przedsiębiorcze drobnoustroje i chemikalia mogą się przedostać lub ominąć obiekty.

Ochrona jakości wody z kranu oznacza stoczenie dwóch powiązanych ze sobą bitew: jednej przed zanieczyszczeniem, gdy wpływa ona do dróg wodnych, a drugą przed zanieczyszczoną wodą, gdy dotrze ona do oczyszczalni. Ustawa o czystej wodzie z 1972 r. Jest głównym narzędziem kraju do kontrolowania zanieczyszczenia wód źródłowych, ale prawo jest ograniczone kwestiami związanymi z egzekwowaniem prawa i niejasnością prawną w odniesieniu do poszczególnych części wód, którymi zarządza. Większość amerykańskich systemów wodnych zasilanych jest przez wody gruntowe - które są zwykle czystsze niż wody powierzchniowe, ponieważ są filtrowane przez glebę i skały - ale duże miasta zwykle polegają na rzekach i jeziorach, więc więcej Amerykanów używa systemów wód powierzchniowych, mimo że stanowią one ułamek ogólna oferta wodna tego kraju. To sprawia, że ​​praca oczyszczalni jest tym ważniejsza.

Typowa stacja uzdatniania wody wykorzystuje pięć następujących kroków, aby oczyścić tak zwaną „wodę surową” przed dostarczeniem jej do klientów:

  • Koagulacja: Gdy nieoczyszczona woda wpływa do oczyszczalni, najpierw jest mieszana z ałunem i innymi chemikaliami, które tworzą małe, lepkie cząsteczki zwane „kłaczkami”, które przyciągają kawałki brudu i innych śmieci.
  • Sedymentacja: łączny ciężar brudu i kłaczków staje się wystarczająco ciężki, aby opadł na dno zbiornika, gdzie osiada jako osad. Czysta woda przepływa następnie do następnego etapu procesu.
  • Filtracja: po usunięciu większych cząstek brudu woda przepływa przez szereg filtrów zaprojektowanych do czyszczenia mniejszych pasażerów na gapę, w tym niektórych drobnoustrojów. Filtry te są często wykonane z piasku, żwiru i węgla drzewnego, naśladując naturalny proces filtracji gleby, który zwykle utrzymuje czystość wód gruntowych w naturze.
  • Dezynfekcja: uzdatnianie wody kończyło się na filtracji, ale w dzisiejszych czasach dodano środki dezynfekujące, aby zabić wszelkie drobnoustroje, które mogły przedostać się przez filtry. Zazwyczaj niewielka ilość chloru jest dodawana do przefiltrowanej wody, chociaż można również stosować inne chemikalia do dezynfekcji.
  • Przechowywanie: Po dodaniu środków dezynfekujących wodę umieszcza się w zamkniętym zbiorniku lub zbiorniku, aby chemikalia działały magicznie. W końcu woda przepływa ze swojego miejsca przechowywania przez rury do domów i firm.

Ta seria zabezpieczeń stanowi trudne wyzwanie dla większości zanieczyszczeń, zwłaszcza gdy do mieszanki wlewa się chlor. Ale inwazje wciąż się zdarzają - jedną z najbardziej niesławnych była epidemia cryptosporidium w 1993 r. W Milwaukee w stanie Wisconsin, która zachorowała 400 000 osób i zabiła ponad 100. Gdy naturalne drogi wodne są silnie skażone, niektóre chemikalia lub mikroby mogą przejść przez źle zbudowane, utrzymywane lub obsługiwane oczyszczalnie, aw innych przypadkach oczyszczony zbiornik może być bezpośrednio zanieczyszczony przez spływ wody deszczowej, nielegalny zrzut lub przypadkowe rozlanie. Nawet same chemikalia do dezynfekcji mogą stanowić zagrożenie dla zdrowia publicznego w wystarczająco dużych ilościach.

Coś w wodzie

Rzeka Cuyahoga w Cleveland stanęła w płomieniach w 1969 roku z powodu ścieków i odpadów przemysłowych, ale nie po raz pierwszy zanieczyszczona rzeka się zapaliła. (Zdjęcie: NOAA)

Lato 69 roku było punktem zwrotnym w amerykańskich postawach dotyczących zanieczyszczenia wody, głównie dzięki pożarowi, który wybuchł na rzece Cuyahoga w Ohio. Nie był to pierwszy przypadek pożaru rzeki w USA - sama Cuyahoga spłonęła już dziewięć razy od czasu wojny secesyjnej, w tym piekła z 1952 roku, które kosztowało 1, 5 miliona dolarów - ale przyszło w momencie, gdy problemy środowiskowe były już w centrum uwagi . Prezydent Richard Nixon założył EPA kilka miesięcy później, a pierwszy Dzień Ziemi odbył się w kwietniu następnego roku. W ciągu pięciu lat ustawa o czystej wodzie i ustawie o bezpiecznej wodzie pitnej.

Od tego czasu przepisy EPA tłumiły jawne zanieczyszczenie wody, takie jak pływający olej i chemikalia, które spłonęły na Cuyahoga, ale naukowcy są coraz bardziej zaniepokojeni subtelniejszymi toksynami, których 40 lat temu nie było na radarze.

„Chociaż ograniczyliśmy dopływ wielu konwencjonalnych zanieczyszczeń do naszych źródeł wody z kranu, teraz napotykamy wyzwania związane z innymi zanieczyszczeniami z mniej konwencjonalnych źródeł”, powiedziała była administrator EPA Lisa Jackson w przemówieniu z marca 2010 r., Ogłaszając nowy plan wodny EPA. „Nie widoczne wycieki oleju i odpady przemysłowe z przeszłości, ale niewidzialne zanieczyszczenia, które dopiero niedawno odkryliśmy. Na rynku jest wiele substancji chemicznych, które stały się bardziej rozpowszechnione w naszych produktach, wodzie i naszych ciałach. ostatnich 50 lat. Te tysiące chemikaliów to wielki niedokończony biznes z 1974 roku. ”

Mimo że EPA działa na rzecz kontroli tej nowej generacji zanieczyszczeń, wielu Amerykanów wciąż nie jest całkowicie bezpiecznych od ostatniego. Większość dostawców wody w USA przestrzega przepisów federalnych i są prawnie zobowiązani do zgłaszania klientom swojego statusu zgodności, ale pojedyncze ryzyka nie są rzadkie. (EPA przyznała również, że nie zgłaszano problemów z naruszeniami przepisów dotyczących wody pitnej, co sugeruje, że prawdziwa liczba jest jeszcze wyższa).

Zanieczyszczenia podlegające obecnie przepisom EPA dzielą się na pięć podstawowych kategorii:

  • Drobnoustroje: Przed dniami syntetycznych chemikaliów i wycieków oleju bakterie i wirusy były głównymi zagrożeniami w zasobach wodnych. Jeziora, rzeki i strumienie są domem dla wielu różnych drobnoustrojów, z których niektóre mogą siać spustoszenie w przewodzie pokarmowym, jeśli dostaną się do ludzkich ciał. Chociaż oczyszczalnie usuwają teraz większość z nich, wiadomo, że się przedostają, jak w przypadku wybuchu Milwaukee w 1993 roku. Małe prywatne studnie są narażone na najwyższe ryzyko, ponieważ EPA ich nie reguluje, szczególnie na obszarach wiejskich, gdzie odchody zwierzęce mieszają się z odpływem, czasami zanieczyszczając zasoby wody gruntowej studni.
  • Środki dezynfekujące i produkty uboczne: Chlor jest głównym środkiem dezynfekującym stosowanym do uzdatniania amerykańskiej wody pitnej, ale uzdatniona woda może również zawierać produkty uboczne dezynfekcji, takie jak bromian, chloryn i kwasy halooctowe. Chlor jest toksyczny zarówno dla ludzi, jak i drobnoustrojów, a podczas gdy małe ilości sprawiają, że woda z kranu jest bezpieczniejsza, zbyt wiele może mieć odwrotny skutek - powodując podrażnienie oczu i nosa, dyskomfort w żołądku, niedokrwistość, a nawet problemy neurologiczne u niemowląt i małych dzieci. Bromian, kwasy halooctowe i klasa produktów ubocznych zwanych „całkowitymi trihalometanami” są również powiązane z problemami z wątrobą i nerkami, a także z wyższym ryzykiem raka.
  • Chemikalia nieorganiczne: obok drobnoustrojów chemikalia nieorganiczne są jednymi z najstarszych na świecie substancji zanieczyszczających wodę, ale ludzie również pomogli je rozprzestrzenić. Arsen (na zdjęciu) ma długą historię zatruwania studni, ponieważ erozuje z naturalnych złóż, ale dziś jest również spływany z sadów i odpadów wytwarzanych przez producentów elektroniki. Metale takie jak miedź, ołów i rtęć również mogą ługować ze złóż naturalnych, ale dziś są lepiej znane z wyciekania skorodowanych rur lub emitowania ich przez kopalnie, fabryki i rafinerie. Wiele z nich ma również poważne skutki neurologiczne, szczególnie u dzieci. Spływ z gospodarstw bogatych w azot jest kolejnym rosnącym zagrożeniem, powodującym nie tylko „syndrom niebieskiego dziecka”, ale także glony kwitnące za „martwymi strefami” wodnymi.
  • Organiczne chemikalia: najbardziej zatłoczona kategoria zanieczyszczeń regulowanych przez EPA dotyczy związków organicznych, które obejmują szeroką gamę syntetycznych chemikaliów od atrazyny do ksylenów. Ponieważ większość chemikaliów wytworzonych przez człowieka jest stosunkowo nowa w porównaniu ze starożytnymi metalami, takimi jak ołów i rtęć, nasza wiedza na temat ich skutków zdrowotnych jest często w najlepszym razie niejasna. Uważa się, że wielu powoduje raka lub zaburza układ hormonalny, podczas gdy inni są zaangażowani we wszystko, od zaćmy po niewydolność nerek. Chociaż organiczne substancje chemiczne stanowią największą liczbę regulowanych substancji zanieczyszczających, tysiące jeszcze nie zostało jeszcze uregulowanych.
  • Promieniowanie: Chociaż jest to mniej rozpowszechniony i pilny problem niż wiele zanieczyszczeń, promieniowanie jest kolejnym silnym czynnikiem rakotwórczym, który może zajmować zapasy wody bez przechylania dłoni. Radioaktywne atomy, znane jako „radionuklidy”, są głównie naturalnie występującym zanieczyszczeniem wody, pochodzącym z naturalnych złóż radu, uranu i innych metali radioaktywnych. Picie wody zabarwionej promieniowaniem z czasem jest dużym czynnikiem ryzyka raka, podobnie jak oddychanie gazem radonowym, który często uwięziony jest w piwnicach po zejściu z ziemi poniżej.

Gospodarka podziemna

Rzeczy takie jak arsen, E. coli i PCB są dobrze znanymi zanieczyszczeniami wody, ale społeczeństwo często pomija inne potencjalne zagrożenie - podziemny zastrzyk, praktykę przemysłową polegającą na wysadzaniu cieczy pod wysokim ciśnieniem do głębokich studni podziemnych. Pochodzi z co najmniej 300 ne, kiedy był używany w Chinach do wydobywania soli z głębokich złóż, a dziś jest często wykorzystywany w górnictwie, wierceniu, usuwaniu odpadów i w celu zapobiegania wtargnięciu słonej wody w pobliżu wybrzeży. EPA ma ograniczone uprawnienia do regulowania studzienek iniekcyjnych, przyznane najpierw przez ustawę o bezpiecznej wodzie pitnej, a następnie w 1986 r. Zmiany do ustawy o ochronie i odzysku zasobów; chodzi o zapobieganie toksycznym uwalnianiom bez obciążania produkcji energii w USA.

Jednym z najbardziej kontrowersyjnych rodzajów podziemnego wtrysku jest metoda znana jako szczelinowanie hydrauliczne lub po prostu „szczelinowanie”, która stała się powszechną techniką zwiększania wydobycia ze studni ropy naftowej i gazu ziemnego. Po wierceniu studni w skale, płyn (zwykle woda zmieszana z lepkimi chemikaliami) wstrzykuje się pod wysokim ciśnieniem, rozszerzając głębokie szczeliny w skale, które są następnie wypełniane „środkiem podpierającym” (zwykle piasek zawieszony w chemikaliach), aby utrzymać pęknięcia od zamknięcia po uwolnieniu ciśnienia. Nowe, szersze pęknięcia umożliwiają wówczas swobodniejszy przepływ oleju lub gazu na powierzchnię, co poprawia wydajność odwiertu.

Dyskusja na temat szczelinowania jest z kilku powodów gorąca - może na przykład powodować trzęsienia ziemi i stanowi część niezrównoważonej inwestycji w paliwa kopalne - ale wiele kontrowersji koncentruje się na wpływie na dostawy wody. Niewiele jest pełnych danych pokazujących, ile chemikaliów szczelinujących trafia do wód gruntowych, a firmy wiertnicze nie są zobowiązane do ujawnienia, jakie chemikalia wprowadzają do studni. Istnieją jednak skrajne anegdoty - na przykład dom na Korsyce w Pensylwanii, który wybuchł w 2004 r. Z powodu metanu w rurach wodnych, zabijając trzy osoby - i rosnących skarg w boomach energetycznych w całym kraju. W samej Pensylwanii w ciągu ostatniej dekady zdarzały się dziesiątki przypadków „migracji metanu”, co często powodowało wypływ gazu z domowych kranów.

Po latach przeciwstawiania się presji związanej z rozłupywaniem szczelinowania, EPA ogłosiła w 2010 r., Że rozpocznie szeroko zakrojone badanie wpływu tej praktyki na zaopatrzenie w wodę - część szerszego dążenia agencji do lepszej jakości wody w USA, w tym surowszych przepisów dotyczących wydobywania szczytów górskich w Appalachii. W 2015 r. EPA początkowo zgłosiła „brak dowodów na to, że szczelinowanie powoduje zanieczyszczenie wody”, chociaż aktualizacja z 2016 r. Dodała, że ​​„EPA znalazła dowody naukowe, że szczelinowanie hydrauliczne może w pewnych okolicznościach wpływać na zasoby wody pitnej”. Potrzebne są dalsze badania, powiedział wówczas urzędnik EPA New York Times.

Szok butelkowy

Niektórzy zastanawiają się, czy picie wody butelkowanej jest mądrzejsze i bezpieczniejsze. (Zdjęcie: Daniel Orth / flickr)

Czy przy tak wielu potencjalnych zagrożeniach dla wody z kranu mądrzej jest kupować tylko wodę butelkowaną?

Wielu Amerykanów tak myślało w latach 90. i na początku 2000 r., Ale koszty finansowe i środowiskowe wody butelkowanej są obecnie powszechnie postrzegane jako przeważające niewielkie szanse na zatrucie zlewem kuchennym. Po pierwsze, woda butelkowana i tak często jest niewiele więcej niż pakowana woda z kranu, ponieważ wiele firm korzysta z tych samych miejskich źródeł wody, które zaopatrują domy i firmy. Nawet jeśli firma traktuje wodę dalej przed jej butelkowaniem, skumulowany koszt zakupu butelek to wysoka cena, bez której nie można zagwarantować, że woda będzie bezpieczniejsza. I oczywiście głównym argumentem przeciwko butelkom z wodą jest więcej o samych butelkach - prawie zawsze wykonane z plastiku, nie ulegają biodegradacji, a jeśli nie zostaną poddane recyklingowi, gromadzą się na wysypiskach, strumieniach, burzach i plażach, często trafiają do Great Pacific Ocean Garbage Patch (lub innych łat śmieciowych).

Woda, woda wszędzie ...

Podczas gdy woda butelkowana zyskała uznanie za oferowanie bezcukrowej i bezkalorycznej alternatywy dla napojów gazowanych w sklepach wielobranżowych i automatach, trzyma niewiele wody w porównaniu z kranem, biorąc pod uwagę znacznie wyższe koszty butelek. Nie tylko większość amerykańskiej wody wodociągowej jest bezpieczna, ale miejscy dostawcy wody są zobowiązani przez Ustawę o bezpiecznej wodzie pitnej do zapewnienia swoim klientom raportu „Prawo do wiedzy”, który szczegółowo określa zanieczyszczenia w ich wodzie. Dla każdego, kto martwi się jakością lokalnej wody pitnej, jest to dobre miejsce na początek.

Jeśli lokalna woda nie jest tabaką, domowe filtry wody mogą zaoferować bardziej zrównoważoną opcję niż butelki z wodą. Dostępna jest szeroka gama produktów, od drobnych filtrów kranowych po kompleksowe remonty odwróconej osmozy w całym domu. Te ostatnie mogą być drogie, ale chociaż mniejsze oczyszczacze firm takich jak Brita lub Pur mogą być lepszą okazją, ich filtry muszą być odpowiednio konserwowane. Zaniedbanie ich może pozwolić na wzrost pleśni, co przeczy celowi oczyszczenia wody z kranu, która prawdopodobnie była czystsza, zanim przeszła przez filtr pleśni.

Nota redaktora: ten artykuł został zaktualizowany od czasu jego pierwszego pojawienia się 23 kwietnia 2010 r.

Kredyty graficzne

Bakterie: USDA Agricultural Research Center

Ruda arsenu: Encyclopædia Britannica

Koniczyna radiacyjna: US Nuclear Regulatory Commission

Podobne Artykuły