Sistem air minum kita adalah bencana. Apa yang bisa kita lakukan?

Orang-orang di negara maju menyalakan keran dan aliran air minum yang aman, manfaat kesehatan yang dramatis yang cenderung mereka anggap remeh. Rasa puas diri tersebut secara dramatis terganggu tahun lalu ketika anak-anak di Flint, Michigan, mulai melakukan tes positif untuk keracunan timah dan sumbernya dilacak untuk menyiram air. Tapi Flint seharusnya tidak mengejutkan orang; Sebenarnya, profesional industri air telah menyuarakan peringatan selama bertahun-tahun. Sebagian besar infrastruktur air di negara maju dibangun 70 ke 100 tahun yang lalu dan mendekati akhir masa pakainya. American Water Works Association mengatakan bahwa kita telah memasuki "era penggantian," di mana kita harus membangun kembali "sistem air dan air limbah yang diwariskan kepada kita oleh generasi sebelumnya." Sebagian besar pipa, tergantung pada bahan dan lingkungan tempat mereka tinggal, umur 60 sampai 95 tahun. Komponen mekanik dan listrik pabrik perawatan dapat melayani 15 sampai 25 tahun. Tanpa upgrade yang cepat, kita cenderung melihat kualitas air yang memburuk, dengan lebih banyak insiden keracunan timbal atau arsenik dan kontaminasi bakteri dan virus, dan meningkatnya jumlah kebocoran yang mengganggu layanan air dan menyebabkan perbaikan darurat yang mahal.

Di 2013, American Society of Civil Engineers memberi sistem air minum AS kelas D. Di seluruh Amerika Serikat, sumber air 240,000 meledak setahun, atau sekitar satu setiap dua menit. Setiap tahun, lebih dari 32 miliar meter kubik (41 miliar meter kubik) air yang diolah hilang karena kebocoran di seluruh dunia - cukup air untuk melayani hampir 400 juta orang, menurut Bank Dunia. Dan meski air minum di Amerika Serikat tetap cukup aman secara keseluruhan, kontaminasi bakteri atau virus secara teratur membuat orang sakit. Di 2011-2012, bangsa ini melihat 32 wabah penyakit terkait air minum, menyebabkan 431 kasus penyakit dan kematian 14, menurut Centers for Disease Control and Prevention.

Mengupgrade lebih dari 1 juta mil dari pipa air minum di AS - bersama dengan infrastruktur air lainnya - dan memperluas sistem untuk memenuhi kebutuhan populasi yang tumbuh diproyeksikan akan menghabiskan biaya lebih dari US $ 1.6 triliun selama tahun depan. 1 tahun, menurut AWWA. Meskipun investasi finansial yang dibutuhkan adalah membingungkan, menunda upgrade dapat berarti kualitas air terdegradasi dari pipa bocor atau fasilitas perawatan usang, gangguan layanan dan biaya yang lebih tinggi: Ini jauh lebih murah untuk mencegah kebocoran daripada memperbaiki kerusakan air sesudahnya di bangunan berjamur atau jalan yang melengkung.

Untuk melakukan triase yang ditargetkan, teknologi baru - sensor, meter cerdas dan platform manajemen data - membantu manajer air membuat keputusan yang tepat tentang bagaimana mengalokasikan dana berharga dan tetap berada di depan masalah.

"Kami mengkhotbahkan manajemen aset. Jangan hanya mengganti x persen pipa setahun, "kata Tommy Holmes, direktur legislatif AWWA. "Lakukan analisis sistem Anda dan pilihlah 2 persen dari pipa yang perlu diganti, daripada hanya berfokus pada area geografis. Anda ingin mengganti pipa di ambang kegagalan dulu. "


grafis berlangganan batin


Tek Arsenal

Membantu membuat keputusan strategis ini adalah meter air, yang akan berteknologi tinggi. Kota mulai memasang smart meter di rumah pelanggan dan bisnis untuk mengukur penggunaan air. Karena infrastruktur meteran canggih (dikenal dalam bisnis sebagai AMI) dapat mengirimkan data tentang air yang dikonsumsi melalui teknologi nirkabel ke kantor pusat secara real time, ia dapat "memberi tahu Anda lebih banyak daripada sekedar penggunaan air," kata Ken Thompson, wakil direktur cerdas solusi air untuk CH2M, sebuah perusahaan rekayasa global yang berbasis di Colorado yang membantu pemerintah kota merencanakan peningkatan infrastruktur air, memilih teknologi dan mengintegrasikan peralatan ke dalam sistem manajemen tunggal. Thompson mengatakan bahwa meter AMI dapat menemukan kebocoran pada properti pelanggan dengan melihat pola penggunaan yang tidak biasa. Mereka juga bisa melakukan zero in on pipeline breaks di bawah jalan, yang membuat isap dan menarik air dari rumah penduduk. "Jika Anda melihat sebuah cluster dengan masalah arus balik, mungkin ada perpecahan pipa di jalan itu," kata Thompson. Dengan menggunakan data tersebut, para manajer dapat menghitung lokasi jeda dan segera memperbaikinya sebelum merusak rumah dan jalan di dekatnya.

Sensor adalah komponen kunci lain dari infrastruktur air modern, yang digunakan untuk mendeteksi kebocoran dan kontaminasi. Air melewati sensor secara langsung, yang dirancang untuk mengukur karakteristik kimia tertentu dari air. Sensor yang terkandung dalam kotak silinder, biasanya terbuat dari logam atau plastik dan 8 sampai 12 inci panjangnya, yang bisa sekrup langsung ke pipa. Silinder juga berisi elektronika untuk pengumpulan data dan komunikasi. Untuk sistem pengelolaan airnya, CH2M biasanya menggunakan tiga jenis sensor, kata Thompson. Air minum memiliki profil kimia standar, sehingga sensor dirancang untuk mendeteksi penyimpangan, daripada menguji polutan individu. Jika sensor menandai penyimpangan, yang mengingatkan manajer air untuk menguji air untuk menentukan penyebab perubahan tersebut dan apakah itu berbahaya bagi kesehatan masyarakat.

"Ada ratusan ribu senyawa," kata Thompson. "Anda tidak bisa melihat semuanya."

Sensor yang digunakan klien CH2M biasanya berharga beberapa ribu dolar, kata Thompson. Utilitas yang lebih besar seperti yang digunakan Dallas, Texas, bisa menggunakan sensor 10 ke 20, katanya, sementara yang sangat kecil yang melayani beberapa ribu orang "mungkin lolos satu atau dua."

Di McMaster University di Hamilton, Ontario, para periset sedang mengerjakan pendekatan teknologi air sensor yang berbeda - yang jauh lebih murah. Gay Yuyitung, direktur eksekutif Kantor Penghubung Industri McMaster, mengatakan bahwa periset universitas bekerja untuk menghasilkan sensor dengan biaya sekitar US $ 10.

RPeneliti mendapatkan slash harga yang dramatis ini dengan membuat miniatur sensor (kira-kira seukuran biji wijen) dan menggunakan bahan berbiaya rendah dan metode pembuatan. "Nya seperti sensor fabrikasi menggunakan printer ink-jet dibandingkan dengan manufaktur yang sangat khusus, "kata Yuyitung. "Mereka mengurangi komponen sehingga bisa diproduksi massal dengan harga murah."

Profesor teknik McMaster Jamal Deen dan timnya, termasuk rekan anggota fakultas teknik Raja Ghosh dan Ravi Selvaganapathy, telah mengembangkan sensor kimia yang bisa mendeteksi klorin dan pH dalam air minum Di atas bahan dasarnya, mereka dapat menggunakan berbagai antarmuka kimia sehingga sensor dapat menguji berbagai masalah polusi. Ke depan, inovasi dalam sensor ini bisa membuat teknologi ini lebih mudah dijangkau, terutama untuk utilitas air kecil. Di Amerika Serikat, 84.5 persen sistem air masyarakat melayani kurang dari orang 3,300.

Karena sensornya murah dan bisa berkomunikasi tanpa kabel, mereka juga dapat digunakan untuk membantu memastikan air minum yang aman di masyarakat terpencil yang belum terhubung dengan sistem pengolahan air kota, seperti komunitas First Nations di pedesaan Kanada atau pedesaan di India. Infrastruktur air baru diperlukan untuk memenuhi kebutuhan populasi yang berkembang di seluruh dunia, namun bahkan sebelum dibangun, masyarakat dapat memanfaatkan teknologi yang mengukur kualitas air mereka. Orang-orang yang tinggal di luar jaringan air mungkin menggunakan sensor untuk menguji danau mereka, sungai atau sumur untuk menentukan apakah, katakanlah, arsenik alami yang muncul di suplai air atau sapi mereka memiliki kamar mandi baru-baru ini di hulu.

Manajemen sistem

Perangkat lunak menawarkan alat teknologi lain untuk memprioritaskan upgrade ke infrastruktur pasokan air kota. Dua pemain besar itu Microsoft CityNext dan Kota Smarter IBM, yang menganalisis data dari smart meter, sensor dan sumber lainnya untuk menunjukkan kebocoran dan kontaminasi.

Sistem taman Miami-Dade County, yang menggunakan lebih dari 300 juta galon (1.14 miliar liter) air setiap tahunnya, menggunakan platform IBM untuk mendeteksi penyimpangan dalam konsumsi air dan mengirim pengelola taman untuk memeriksanya. "Kami menghemat waktu berbulan-bulan untuk menemukan dan bereaksi terhadap perbaikan yang dibutuhkan," kata Jack Kardys, direktur Departemen Miami-Dade County, Parks, Recreation, dan Open Space. Departemen tersebut mengantisipasi 7 untuk penghematan 12 persen pada tagihan air tahunan tahunan US $ 4 juta.

CH2M juga menyediakan utilitas air dengan platform manajemen sistem yang membantu operator bersikap proaktif dalam memecahkan masalah, bukan reaktif, kata Thompson. Di 2013, dengan dana US Environmental Protection Agency, CH2M memasang sistem surveilans dan respon di Philadelphia, New York, Dallas dan San Francisco. Meskipun sistem disusun untuk melindungi air minum dari permainan kotor, kota-kota menggunakannya untuk pengelolaan kualitas air kuantum, kata Thompson. CH2M telah menyelesaikan sekitar selusin sistem air besar di AS dan ribuan sistem dengan berbagai ukuran di seluruh dunia, katanya.

Kekuatan sejati dari platform data digabungkan dalam satu lokasi berbagai aliran informasi - tingkat aliran air, kondisi infrastruktur, kualitas air - yang sebelumnya terdampar.

Michael Sullivan, manajer penjualan untuk IBM Smarter Water Management, mengatakan bahwa sistem semacam itu dapat mengidentifikasi bahaya utama Flint lebih cepat. "Bagian dari masalah dengan Flint adalah tidak ada visibilitas yang nyata," katanya. "Ada kantong informasi, tapi masalahnya tidak benar-benar terlihat sampai jauh lebih jauh."

"Mengobati warga seperti sensor," seperti yang dikatakan Sullivan, sangat populer di negara-negara berkembang.Platform data seperti IBM dan CH2M's dapat menggabungkan informasi penting lainnya, seperti material dan umur pipa di area tertentu dan proyeksi harapan hidup mereka di lingkungan lokal. Mereka juga dapat menandai masalah dalam waktu dekat saat pelanggan menghubungi tentang kebocoran atau kualitas air yang berubah di area tertentu melampaui ambang batas awal.

Mengandalkan mata pelanggan di lapangan bukanlah hal baru. 1993 Cryptosporidium parvum Wabah di Milwaukee yang membuat orang 400,000 yang sakit pada awalnya ditandai ketika apotek setempat memanggil pejabat kesehatan masyarakat, mengatakan bahwa hal itu tidak dapat mencegah persediaan Imodium, Thompson mengatakan.

Umpan balik manusia sangat penting bagi sistem yang belum memiliki meter atau sensor cerdas. "Mengobati warga seperti sensor," seperti yang dikatakan Sullivan, sangat populer di negara-negara berkembang. Di Afrika Selatan, orang menguji aplikasi yang disponsori IBM yang disebut Pengrajin air yang memungkinkan mereka melaporkan masalah seperti kebocoran, kontaminasi atau penghalang arus melalui ponsel mereka, kata Sullivan.

Pertanyaan Pendanaan

Sementara teknologi cerdas dapat membantu utilitas air membuat keputusan yang lebih cerdas tentang di mana menghabiskan uang investasi modal, yang secara potensial menghemat uang secara keseluruhan, masih ada pertanyaan tentang ke mana mendapatkan triliun $ 1 yang AWWA memprediksi bahwa kita perlu memperbaiki infrastruktur air minum AS yang sakit. selama seperempat abad berikutnya.

Di AS, pemerintah federal, negara bagian dan lokal menghabiskannya US $ 109 miliar untuk infrastruktur air (termasuk fasilitas pengolahan air minum dan limbah serta pengolahan air minum dan pengiriman) di 2014, menurut Kantor Anggaran Kongres. Hanya sepertiga dari itu - sekitar US $ 36 miliar - untuk investasi modal seperti pipa baru atau fasilitas pengolahan air minum yang diperbarui.

Dolar tersebut terutama berasal dari biaya air setempat, obligasi pemerintah bebas pajak dan Dana Bergulir Negara Air Bersih EPA, yang dialokasikan $ 863 juta dalam bentuk hibah ke negara bagian untuk fasilitas air minum di tahun fiskal 2016. Kongres menciptakan program pinjaman dengan bunga rendah baru di 2014 namun belum menyisihkan uang untuk itu.

Kolam uang ini tidak cukup. Untuk mencapai investasi $ 1 triliun, AS perlu membelanjakan rata-rata US $ 400 miliar per tahun. US $ 36 miliar untuk investasi modal jatuh jauh.

Pada akhirnya, pelanggan cenderung harus membayar lebih untuk air sehingga utilitas pada gilirannya memiliki dana yang mereka butuhkan untuk menggantikan infrastruktur penuaan. Investasi swasta melalui kemitraan publik-swasta merupakan jalur yang mungkin bagi kota yang sedang berjuang, menurut perusahaan jasa profesional multinasional EY, meski ada dua rintangan yang signifikan. Bisnis biasanya menghindari investasi infrastruktur air karena sektor air sangat diatur dan konservatif tentang perubahan karena kesehatan masyarakat dipertaruhkan. Dan aktivis hak asasi manusia telah lama khawatir bahwa membuat perusahaan yang terlibat dalam pengiriman air akan menyebabkan harga terlalu tinggi untuk orang miskin, situasi yang tidak dapat dipertahankan saat air sangat penting untuk kehidupan. Namun demikian, kecenderungan investasi swasta dalam penyampaian air mengambil langkah maju ke depan March 22, Hari Air Sedunia, ketika White House Water Summit mengumumkan bahwa lebih dari perusahaan 150 mengeluarkan uang pribadi sebesar $ 4 untuk memperbaiki infrastruktur air AS.

Pada akhirnya, pelanggan mungkin harus melakukannya membayar lebih untuk air sehingga utilitas pada gilirannya memiliki dana yang mereka butuhkan untuk menggantikan infrastruktur penuaan. Menurut AWWA, kebanyakan orang Amerika membayar kurang dari $ 3.75 untuk setiap galon 1,000 air yang dikirim ke keran mereka. Tommy Holmes, direktur legislatif AWWA, mengatakan bahwa sangat meremehkan air minum yang aman. "Orang memiliki gagasan bahwa karena air adalah benda alami yang jatuh dari langit, seharusnya tidak mahal," katanya. "Tapi Ibu Alam tidak mengumpulkan air, mengobatinya dan mengirimkannya melalui pipa. Orang melakukan itu, dan mereka harus dibayar. " Lihat homepage Ensia

Tentang Penulis

Berbasis di San Francisco, reporter independen Erica Gies saat ini tinggal di Paris. Dia menulis tentang sains dan lingkungan, khususnya energi dan air, untuk New York Times, Herald Tribune Internasional, Forbes, Wired News dan gerai lainnya.

Buku terkait:

at Pasar InnerSelf dan Amazon

 

Artikel ini awalnya muncul di Ensia