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May 29, 2023

制限と新たな汚染物質がAZ水処理の課題を増大させる

Data di pubblicazione: 18 maggio 2023 Ascolta questa storia Il tuo browser è

発行日: 2023 年 5 月 18 日

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アリゾナ州の飲料水の監視、検査、浄化は膨大な作業です。 アリゾナ州環境品質局 (ADEQ) は、フェニックスの市営ネットワークのような大規模なものからモハーベ郡のガソリン スタンドのような小規模なものまで、州内の 1,500 の水道システムを規制しています。

「私たちの責任は、これらの給水システムで水質汚染物質を定期的にサンプリングしていることを確認することです」とADEQの水質部門ディレクター、トレバー・バッジョーレ氏は述べた。

この部門は、公共水道システムが約 90 種類の微生物、化学物質、放射性粒子に関する EPA の安全な飲料水基準を満たしていることを確認するのに役立ちます。 しかし、EPAは研究が開始されるまで、つまり研究が開始されるまで基準を設定することはできない。

「新たな汚染物質に関する科学は進化し続けています」とバッジョーレ氏は語った。

それでは、アリゾナの水処理は新たな汚染物質に対処できるのでしょうか?それとも対処できるのでしょうか?

ASUの持続可能工学・建築環境学部の教授であり、同校の環境工学学位のプログラム委員長でもあるトレヴァー・ボイヤー氏は、疑問を抱いている。

「実際には、全溶解固形物を除去するように設計されておらず、硝酸塩のようなものを除去するように設計されていない。医薬品を除去するように設計されておらず、PFASを除去するように設計されていない」と、使用されている合成の「永久化学物質」であるパー​​フルオロアルキル物質とポリフルオロアルキル物質について言及した。多くの焦げ付き防止、汚れ防止、耐水性の製品に使用されています。

別の言い方をすると、処理と検出は常に業界に遅れをとっており、植物が除去しないものの影響を把握するには何年もかかる可能性があります。

そして、水処理施設はすでに十分以上の汚染物質に対処しています。

24 番街浄水場に数多くある監視室の 1 つを一目見ると、化学バランスから天候、セキュリティ、潜在的な氾濫や洪水に至るまで、あらゆるものをカバーするチャート、グラフ、カメラ映像が表示されます。

プラントの中央監視ハブはオペレータールームと呼ばれます。 24 番街にあるこの店には、サンプルシンク、検査ツール、そして金魚など、必要なものがすべて揃っています。

KJZZニュースの記者を工場見学に連れて行った水道設備監督者のジェレミー・スミッソン氏は、「実際に原水に金魚がおり、運河に何らかの汚染や何かがあった場合に警告してくれる」と語った。

金魚は、特に大雨、雪解け水、山火事による堆積物が溜まった水の中でも生きられるため、汚染を検出するのに理想的な炭鉱のカナリアとなります。 このような出来事は、この植物に水を供給するソルト川とベルデ川に影響を与えることがよくあります。

河川は、沈泥や土壌、灰や藻類、微生物や泥、危険な化学物質や難燃剤を大量に集めて、濁りや濁りを引き起こします。科学者は、これを NTU (比濁濁度単位) で測定します。サンプル中の粒子）。

山火事や洪水などのピーク時には、工場に流入する濁度は約 4,000 NTU に達します。 比較のために、100 NTU を超える値は非常に高く、あまりにも長く持続すると、湖や川の生物に重大なリスクをもたらす可能性があります。 EPA 基準では、処理水が 1 NTU をはるかに下回るようにする必要があります。

濁りは水処理プロセスにも干渉するため、植物は濁りを除去するために化学的な促進を行います。この場合は、塩化第二鉄と C-308 凝固ポリマーが使用されます。 ポリマーは分子の長く繰り返される鎖であり、特に、シルクからセルロースに至る繊維鎖に構造を与えます。

「塩化第二鉄はあらゆる有機物や汚れに付着し、その後ポリマーが巨大なクモの巣のように入ってきて、それらすべてを捕らえ、沈殿させるのに役立ちます」とスミッソン氏は述べた。

ほとんどの地下水処理では、このステップは省略されます。井戸には、スムージーの中の果物のように、懸濁したものではなく、コーヒー中の砂糖のように、溶解したものが主に含まれているためです。

「地下水と地表水は異なるため、異なるプロセスを選択する必要があるのです」とボイヤー氏は言う。 「そして、EPAの規則と州の規則でも、地下水と地表水の扱いは異なります。」

アリゾナの豊富な鉱物は金庫を満たし、国会議事堂を銅で覆いました。 しかし、ヒ素やウランが地下水に浸出する可能性もあり、地下水にはPFASが含まれる可能性が高くなります。

「この化学物質は地表で使われているため、州内の多くの場所で地下水中に化学物質が現れているのが見られる」とボイヤー氏は語った。

地下水のより一般的な問題は、カルシウムとマグネシウムによって引き起こされる硬度です。

地下水であれ地表水であれ、植物は通常、処理したり顧客に送る前に水を軟化させます。

「通常の飲料水を使用すると、苛性アルカリがその天然水と反応し始めるでしょう」とスミッソン氏は言う。

「苛性」は、灰汁、または水酸化ナトリウムの愛称です。 灰汁は石鹸やプレッツェルを作るためだけのものではありません。 粒子の凝集を助け、水の pH バランスを整えることで塩素消毒を強化します。 酸性またはアルカリ性のバランスが崩れると、水の見た目、味、匂いに影響を与え、パイプを損傷する可能性があります。

植物担当者は pH バランスを整えるために石灰を使用することもありますが、庭師にとっては驚くことではありません。

水処理では、他の恐ろしいものを取り除くために大量の恐ろしいものを投入する必要があるように聞こえるかもしれませんが、その通りです。 しかし、植物は厳しく規制されており、厳重に監視されています。 化学者は、作業に影響を与えたり、健康に害を及ぼす可能性のある化学物質、有機炭素、その他の要因をチェックします。

「私たちは運河から入ってくる原水を検査し、工場内のいくつかの異なるサンプリングポイントで検査し、その後排出される最終製品を検査します」と24丁目工場の化学者ケリー・スミス氏は語った。

植物によって使用する方法や技術は異なりますが、最終的には、入ったものが必ず出てきます。 ディアバレーでは、圧力によって水が砂フィルターに強制的に通過し、衝突、拡散、電磁引力によって粒子が砂粒に付着します。

このようなプラントは設置面積が小さく、速度が速いという特徴があります。 しかし、スミッソンソン氏は、迅速性は双方向に影響を与えると述べています。何か問題が発生した場合、対応する時間が短縮されます。

「これは非常にデリケートなプロセスです。非常に早く物を失う可能性があります。なぜなら、これはすべて非常に高速化して、より早く最終製品に到達することを目的としているからです。」と彼は言いました。

それに比べて、24 番街の工場はかなり防弾仕様となっています。重力によるゆっくりとした沈降が、汚泥をサンプに導く水中収集レーキを備えた一連の傾斜タンク全体にわたって行われます。 もちろん、トレードオフもあります。このような緩やかな流れでは、暖かい季節に藻類が成長するのに十分な時間が残されます。 この植物は、一般的な除草剤である硫酸銅でそれを防ぎます。

「私たちは通常、4月1日から10月末までに開始します」とスミッソン氏は言いました。 「これにより、フィルターが本当にきれいに保たれます。」

除去された固形物は遠心分離機（残留水を絞り出すステロイドの回転サイクル）を通過し、その後トラックでバックアイ近くの州道 85 号線埋立地に運ばれます。 スミッソン氏は、工場に汚泥タンクがなく、代わりに固形物を運河に戻すことを許可する国家汚染物質排出排除システム（NPDES）の許可を取得していた数十年前とは大きく異なっていると語る。

スミッソン氏は、有毒化学物質や有害廃棄物が工場に到達することはほとんどないと言う。 そうした場合、通常は、道路や近隣地域からアリゾナ運河分水路に流出する流出物を経由し、フェニックス高速道路からの鉄砲水の流出も捕捉します。

「私たちはそれを捕獲し、第三者の請負業者に来てもらい、処分施設で処分してもらっています」とスミッソン氏は語った。

他の場所では、透明な水が木炭フィルターを通過し、臭い、異味、農薬、除草剤、および一部の産業汚染物質が除去されます。 フィルターが長鎖 PFAS を捕捉する可能性はありますが、短鎖分子は依然としてすり抜けてしまう可能性があります。

「それらはあまり効果的に吸収されません。つまり、活性炭ベッドをより頻繁に交換する必要があることを意味します」とボイヤー氏は言いました。

これらの濾過床の価格は数万ドルから数十万ドルです。 より安価で環境に優しいアプローチには、汚染物質を除去し、炭素を再活性化することによってそれらを再生することが含まれます。 いずれにせよ、これは相互接続されたシステム内での破壊的なプロセスであり、スイス時計のタイミングではないにしても、少なくともスクエアダンスの振り付けがすでに必要とされています。

「プロセスに従っていない場合でも、プラントを簡単にバックアップできます」とスミッソン氏は言います。

沈殿後に二酸化塩素消毒が行われ、ウイルスや寄生虫が死滅します。 ジアルジアは、糞便で汚染された土壌、食物、水中に見られる寄生虫であり、格好の餌食です。 しかし、別の寄生虫であるクリプトスポリジウムは塩素に耐性があり、多面的なアプローチとオゾンや紫外線などのより強力な対策が必要です。

植物で使用される他の消毒技術には、過酸化水素や紫外線、膜や逆浸透などがあります。

すべてに長所と短所、コスト、消耗品があります。 スミッソン氏は、コンプライアンス基準を超えようとする上司にこの点を理解してもらうのに苦労していると語った。

「コンプライアンスは常に最優先事項ですが、それにはどのような代償が伴いますか?」 彼は言った。 「コンプライアンスを遵守している限り、工場に損害を与えているのであれば、それをさらに改善するためにコンプライアンスを推進する必要はありません。」

しかしスミッソン氏は、フェニックスの水処理施設は下位レベルのスタッフの問題にも直面している、つまり十分な数のスタッフを雇うことができないと言う。

「どの都市も人材の雇用に問題を抱えている。もう誰もオペレーターになりたがらない」と同氏は語った。 「そして、それはあなたが望むことのできる最高の仕事です。訓練を受け、屋内に入り、ここで設備の作業をします。ご存知のとおり、仕事がないことはありません。」

水道システム運営部門は処理水を配水システムにポンプで送り、6月1日に試運転予定の干ばつパイプラインのおかげで、まもなく初めてSRP水をノース・フェニックスに届けることになる。 この地域は通常、頻繁に論争の的となっているコロラド川から供給される CAP 水を受け取っています。

「これは、私たちの水道クレジットが足りない場合に備えたバックアップのようなものです」とスミッソン氏は語った。 「そして、それによって水を運ぶ柔軟性がさらに高まります。」

当局は、長さ5.0mm（0.2インチ）未満の小さなプラスチックの破片であるマイクロプラスチックのような新たな汚染物質に対して、これほど大胆な対応をまだ講じていない。 マイクロプラスチックは、合成繊維やマイクロビーズの角質除去剤などに由来します。

バッジョーレ氏は、それらは地下水の問題ではなく「地表水の問題」だと言う。

「フェニックス市やツーソン市など、地表水を使用する水道システムはほとんどの場合かなり洗練されており、こうした種類のマイクロプラスチックやその他の新たな汚染物質の多くを把握しており、監視してきた」と同氏は述べた。

しかし、フェニックス市の水道局長トロイ・ヘイズ氏は、現在は規制されていないことと、ソルト川とベルデ川が「工業用水や廃水の流れの影響を受けていない」ため、現在は検査を行っていないと述べた。

しかし、マイクロプラスチックは海洋や湖に豊富に存在しており、これまでこの問題を調査した研究が不足しているにもかかわらず、土壌や地下水から汚染物質が検出されている。

「私たちの家から出て、商業施設や施設の建物から出た化学物質はすべて、同様に水道に戻ってきます」とボイヤー氏は言う。

現在の技術の中には、一部のマイクロプラスチックや医薬品がすでに除去されている可能性もあります。 関係者には質問するための手段、方法、そしておそらく動機が欠けているため、わかりません。

未規制汚染物質監視規則(UCMR)に基づき、EPAはADEQに対し、公共水道システムにPFASを含む特定の未規制物質の監視を義務付けるよう要請することができる。 ヘイズ氏は、フェニックスでは最近の 2 つの UCMR にリストされている PFAS は検出されなかったと述べています。

しかしバッジョーレ氏は、UCMR3には6種類のPFASしか記載されておらず、専門家は現在約27種類のPFAS化合物しか測定できないと述べている。 さらに、現在検討中の EPA 基準では、PFAS の制限値が検査で検出できる範囲の下限近くに設定されています。

「世の中に存在する他の汚染物質を測定する方法はありません。そのため、特別な技術を使用する必要があり、EPAとアリゾナ州の両方が、より限定的な範囲ではありますが、それを研究しています」とバッジョーレ氏は述べた。

現時点では、医薬品を水に入れないようにする最善の方法の 1 つは、引き取りプログラム、郵便返送プログラム、または家庭の有害廃棄物処理を通じて医薬品を適切に処分することです。

一方、廃水が最終的にU字ベンドを曲がって廃水流からソーダストリームに流れるのであれば、無知はアリゾナ州にとってもはや許されない贅沢になるかもしれない。

「以前は、飲料水を 1 つのボックスに入れ、廃水を別のボックスに入れるだけでしたが、これらは実際には非常に密接に関係しています」とボイヤー氏は言います。

水の制限が強化されるにつれ、トイレから水道までの消費（当局者らは「直接飲料再利用」（DPR）と名付けた）は、不快なNIMBY問題から深刻な選択肢へと移行した。

「これは現在ソルト川に放出されている供給水であり、高度な浄水施設に送られて処理され、最終的には飲料水として戻される可能性がある」とヘイズ氏はKJZZ主催の水パネルで述べた。

ヘイズ氏は、蛇口に届くコロラド川の水の量が毎日1億2,500万ガロンであるのに対し、こうした措置により1日あたり最大6,000万ガロンの水を供給できる可能性があると述べた。

2022年、アリゾナ州議会はADEQに対しDPR規制を終わらせるよう請求した。 間近に迫ったパブリックコメント期間と知事の規制検討委員会による審査を経て、来年7月までに規則が発効することを目指している。 カリフォルニア、コロラド、テキサスなどの州はすでに同様の計画を進めている。

ヘイズ氏は、気候変動の驚くべきペースが私たちの手に迫っていると語る。

「私が予想していたよりも速いペースで進んでいる。そのため、全員がそれを理解し、十分迅速に対応できるよう適切な決定を下してくれることを期待している」と同氏は述べた。

結局のところ、川も井戸も、流入水も流出水も、すべては 1 つの水です。 より適切な答えと慎重かつ勇気ある行動がなければ、自然保護活動家のアルド・レオポルドの言葉を借りると、この「丸い川」によって、アリゾナ州の水道インフラはクラス VI の急流と何ら変わりなく、危険で渋滞し、しばしば走行不能になる可能性がある。