Miron
W procesach uzdatniania i oszczędzania wody dostępne są różne metody. Procesy te obejmują ochronę wody źródłowej (SWP), monitorowanie i ocenę oraz zdefiniowane wcześniej progi.
Ochrona wody źródłowej (SWP)
Stosowanie najlepszych praktyk w celu ochrony jakości wody pitnej może obejmować zarówno środki regulacyjne, jak i nieregulacyjne. Ponadto istnieją programy finansowania, które pomagają wspierać dobrowolne wysiłki na rzecz poprawy jakości wody pitnej.
Ochrona wody źródłowej to proces zarządzania działaniami związanymi z użytkowaniem ziemi w celu ochrony jakości źródeł wody pitnej. Działania te obejmują ochronę działu wodnego, ochronę wód gruntowych, ochronę głowicy studni, ochronę warstwy wodonośnej oraz zarządzanie warstwą wodonośną. Niektóre przykłady działań ochronnych obejmują monitorowanie, ochronę, łagodzenie i współpracę.
W Kanadzie, ochrona źródeł wody pitnej jest nakazana przez Clean Water Act 2006. Ustawa ta została zaprojektowana w celu stworzenia opartego na nauce, wielostronnego procesu ochrony źródeł wody. Ochrona źródeł wody ma na celu zapobieganie przedostawaniu się zanieczyszczeń do publicznych źródeł wody pitnej. Źródła te obejmują wody powierzchniowe, warstwy wodonośne i wody gruntowe.
Ocena ochrony źródeł wody to czterostopniowy proces, który obejmuje: inwentaryzację studni i innych źródeł wody, identyfikację możliwych źródeł zanieczyszczeń, określenie obszarów do ochrony oraz opracowanie planu działania. Ocena zawiera również mapy pokazujące potencjalne źródła zanieczyszczeń.
Program SWP jest wysiłkiem społeczności, angażującym lokalne systemy wodne, władze konserwatorskie i innych interesariuszy. Plan ochrony wody źródłowej to szablon, który kieruje pracą lokalnego zespołu. Oprócz zapobiegania zanieczyszczeniom, plany te mogą przynieść społeczności lokalnej oszczędności finansowe.
Ważnym wymogiem dla planowania ochrony wody źródłowej jest zdolność. Obejmuje to możliwości finansowe, techniczne i polityczne. Zdolność finansowa odnosi się do zdolności generowania funduszy, podczas gdy zdolność techniczna odnosi się do zdolności komunikowania się i współpracy z grupami naukowymi i badawczymi. Zdolność polityczna odnosi się do zdolności do kontroli użytkowania gruntów i kontroli jurysdykcyjnej.
Ustawa o czystej wodzie z 2006 roku uchwaliła pierwszy zestaw przepisów dotyczących ochrony wód źródłowych. Wymagała ona również od gmin opracowania planów ochrony wód źródłowych. Chociaż prawo wymaga, aby plany te były na skalę gminną, agencje federalne i stanowe mogą również współpracować z lokalnymi zakładami produkującymi wodę pitną w celu ochrony jakości wody.
W Ontario Ministerstwo Środowiska i Zmian Klimatycznych utworzyło Toronto Region Source Protection Authority (TSPA) w celu ochrony źródeł wody pitnej w mieście Toronto. Agencja ta jest częścią większego organu zajmującego się ochroną jakości wody w Ontario. Współpracuje ona również z lokalnymi radami działów wodnych w celu wdrożenia polityki dotyczącej działów wodnych.
Predefiniowane progi w procesach uzdatniania wody
Zaproponowano kilka predefiniowanych progów dla procesów uzdatniania wody pitnej. Należą do nich wspomniany poziom pH, stężenie wolnego chloru oraz ładunek osadów. Progi te są przedmiotem różnych badań i dyskusji. Na przykład, obecność wolnego chloru w wodzie pitnej może prowadzić do zwiększonego ryzyka wystąpienia chorób układu pokarmowego i oddechowego. Z tego powodu stężenie wolnego chloru wynoszące 25 mg/L należy uznać za minimum wymagane do bezpiecznego spożycia wody.
Oprócz poziomu pH, inne predefiniowane progi obejmują mętność wody i obecność azotanów. Mętność jest najbardziej solidną miarą jakości wody. Mętność jest dobrym przykładem triady: jest miarą koncentracji cząstek, dobrym wskaźnikiem aktywności biologicznej i dobrym wskaźnikiem pracy oczyszczalni. Mętność można poprawić poprzez zastosowanie granulowanego węgla aktywnego, redukcji osadów i koagulacji. Te zabiegi są jednymi z droższych do wdrożenia, ale są złem koniecznym.
Najbardziej opłacalny pomiar jakości wody jest najmniejszy ze wszystkich. Na przykład, niewielki spadek zmętnienia wiąże się z niewielką redukcją kosztów oczyszczania. Niektóre badania sugerują, że zmniejszenie mętności o 1% powoduje zmniejszenie wydatków na środki chemiczne o 0,09 – 0,11%. Jednak te szacunki mogły zostać zawyżone przez włączenie zmiennych z modelu.
Podobnie, najdroższą miarą jakości wody jest obecność azotanów. Azotany są produkowane przez cyjanobakterie. Bakterie te mogą powodować zakwit glonów lub sinic, co może skutkować zaleceniami dotyczącymi wody pitnej lub czasowym zamknięciem zakładu. Zdarzenia te mogą być przypisane do wielu czynników. Jednym z przykładów jest nowy zasób wody źródłowej. Innym jest bardziej efektywna technologia oczyszczania. W rzeczywistości, ostatnie badania sugerują, że marginalna poprawa mętności powoduje zmniejszenie wydatków na chemikalia o 0,3%.
Wspomniana literatura branżowa dotycząca uzdatniania wody zawiera kilka odniesień przytaczających różne funkcje kosztów, jednak najbardziej informacyjna i istotna jest funkcja kosztów stężenia wolnego chloru. Ta funkcja jest najprawdopodobniej bardziej dokładna niż ta dla pH, chociaż nie jest niczym niezwykłym, że na koszty uzdatniania wpływa jakość wody źródłowej.
Monitoring & ocena
EPA zaleca, aby państwa/ plemiona opracowały program monitoringu i oceny, który dostarcza wiarygodnych danych i informacji w celu wsparcia programów zarządzania jakością wody, w tym tych w ramach ustawy o czystej wodzie (CWA). Programy te powinny zawierać różnorodne projekty monitorowania i oceny, aby sprostać decyzjom zarządczym w wielu skalach. Zintegrowany projekt może zmniejszyć koszty programu i informować o decyzjach dotyczących zarządzania.
Cele monitorowania powinny odzwierciedlać potrzeby decyzyjne dla wszystkich typów wód, w tym terenów podmokłych, estuariów, wód gruntowych i wód przybrzeżnych. Powinny one również odzwierciedlać ogólną jakość wód w Stanach Zjednoczonych. Identyfikacja docelowych substancji chemicznych oraz oddzielenie statusu chemicznego i ekologicznego są ważne dla zarządzania jakością wody. Ponadto rozróżnienie między toksycznymi chemikaliami a niechemicznymi stresorami jest również niezbędne do oceny ryzyka środowiskowego.
Stanowe i plemienne programy monitorowania jakości wody powinny zawierać plan zapewnienia jakości i procedury zapewnienia jakości. Programy te powinny również obejmować działania komunikacyjne z zainteresowanymi stronami, takimi jak członkowie plemion, jak również informacje na temat wymogów sprawozdawczych w ramach CWA. Informacje te powinny być przechowywane w dostępnej elektronicznej bazie danych, która może być łatwo udostępniana agencjom zarządzającym jakością wody.
Monitorowanie jakości wody wymaga różnych technik, w tym procedur pobierania próbek i metod dokumentowania wskaźników jakości wody. Techniki te mogą być wykorzystywane do dokumentowania i oceny interakcji chemicznych i biologicznych, wykrywania i identyfikacji źródeł zanieczyszczeń oraz oceny skuteczności programów czystej wody. Niektóre techniki, takie jak spektrometria mas o wysokiej rozdzielczości, zostały wykorzystane do identyfikacji i badania nie docelowych zanieczyszczeń chemicznych.
Obecne podejścia do monitorowania koncentrują się na wykrywaniu skutków. Jest to jednak problematyczne, ponieważ utrudnia rozróżnienie między toksycznymi chemikaliami a niechemicznymi stresorami. Rozdzielenie stanu chemicznego i ekologicznego komplikuje działania zarządcze, szczególnie te mające na celu zmniejszenie wpływu głównych czynników powodujących degradację.
Ramowa Dyrektywa Wodna (RDW) wymaga od państw członkowskich monitorowania substancji priorytetowych we wszystkich państwach członkowskich UE. Obejmuje to monitorowanie i ocenę zanieczyszczeń specyficznych dla dorzecza. Obejmuje to identyfikację zanieczyszczeń o znaczeniu lokalnym, regionalnym i krajowym, jak również monitorowanie pojawiających się zanieczyszczeń. Ostatecznym celem zarządzania jakością wody jest zapewnienie dobrej jakości wody w europejskich zbiornikach wodnych.
Tradycyjne podejścia do monitorowania koncentrowały się na ukierunkowanym narażeniu, z ukierunkowanym monitorowaniem i pobieraniem próbek w konkretnym miejscu. Podejścia te zostały wykorzystane do monitorowania około 40 procent strumieni i estuariów. Zostały one również wykorzystane do oceny około 20 procent jezior i zatok.
Maksymalny poziom zanieczyszczeń (MCL)
Ogólnie rzecz biorąc, maksymalny poziom zanieczyszczeń (MCL) w wodzie pitnej to największa ilość zanieczyszczeń dopuszczalna w publicznej wodzie pitnej bez powodowania ryzyka dla zdrowia ludzkiego. MCL są zazwyczaj ustanawiane przez poszczególne stany przy użyciu państwowych procedur legislacyjnych. Jeśli system wodny przekroczy MCL, musi podjąć działania w celu poprawy problemu. Działania te mogą obejmować dodatkowe testy, leczenie i raportowanie. Wyniki muszą być podane do publicznej wiadomości. Jeśli MCL zostanie przekroczony, system wodny musi podjąć działania w celu zmniejszenia lub wyeliminowania zanieczyszczenia.
Zazwyczaj standardy oparte są na recenzowanych badaniach naukowych i kosztach. Jednakże, w niektórych przypadkach, MCL jest ustalana przez Agencję Ochrony Środowiska Stanów Zjednoczonych (USEPA). MCL może być ustalona na poziomie, którego systemy wodne nie są w stanie spełnić.
Ustawa o bezpiecznej wodzie pitnej upoważnia do ustalania MCL. Definiuje ona wykonalność jako poziom, który może być osiągnięty przy użyciu najlepszych dostępnych technik oczyszczania. Uwzględnia również koszty i inne czynniki, takie jak możliwość wystąpienia negatywnych skutków zdrowotnych dla określonej subpopulacji lub populacji. Uwzględnia również inne źródła narażenia, takie jak powietrze, żywność i gleba.
Na przykład w Nowym Jorku Rada ds. Jakości Wody Pitnej zaleciła maksymalne poziomy zanieczyszczeń (MCL) w wysokości 10 części na bilion (ppt) dla PFOS i 1 części na miliard (ppb) dla 1,4-dioksanu. Są to pierwsze w kraju MCL dla tych zanieczyszczeń. Radzie przewodniczy komisarz ds. zdrowia stanu Nowy Jork Howard Zucker, a w jej skład wchodzi 10 innych osób.
Początkowo zadaniem rady było zalecenie MCL dla PFOS i PFOA. Jednak po okresie publicznych komentarzy rada zmieniła swoje zalecenia.
Nowe normy mają na celu ochronę zdrowia publicznego. Uwzględniają one również koszty uzdatniania wody pitnej. Mają również na celu zapewnienie, że woda pitna nie zawiera PFAS. Departament Środowiska Michigan ogłosił zasady dotyczące obecności tych zanieczyszczeń w wodzie pitnej.
Reguła dotycząca ołowiu i miedzi ma na celu zminimalizowanie obecności ołowiu i miedzi w wodzie pitnej. Ustanawia ona poziom działania 0,015 mg/L dla ołowiu i maksymalny poziom 1,3 mg/L dla miedzi.
