Hoewel hydrologen zeggen dat Californië uit de meest recente droogte is gekomen, hoe steden aan hun water komen, weegt meer dan ooit op de experts van de staat.

David Sedlak, een professor in civiele en milieutechniek aan UC Berkeley, zegt onze stedelijke waterinfrastructuur, grotendeels gebouwd na de Tweede Wereldoorlog toen Californië een enorme ontwikkeling doormaakte, heeft een grote upgrade nodig om onze steden tot ver in de toekomst te laten bloeien.

"Als je nadenkt over hoe we water gebruiken in het Westen, onze steden zijn de levensader van onze economie, " hij zegt.

Sedlak - ook de adjunct-directeur van Reinventing the Nation's Urban Water Infrastructure (ReNUWIt), een door de National Science Foundation gefinancierd technisch onderzoekscentrum, en mededirecteur van het Berkeley Water Center - heeft met wetenschappers in het hele land samengewerkt om nieuwe manieren te vinden om onze watersystemen duurzamer te maken. Hij is de auteur van Water 4.0:The Past, Cadeau, en de toekomst van 's werelds meest vitale hulpbron.

Berkeley News sprak met Sedlak over nieuwe technologieën die worden ontwikkeld om water te recyclen, regenwater opvangen en water efficiënter gebruiken, en hoe ieder van ons daarbij kan helpen.

Berkeley News:Wat is de huidige staat van onze stedelijke waterinfrastructuur in de VS?

David Sedlak:Onze watersystemen brengen water van grote afstanden naar onze steden, en dat betekent dat we veel infrastructuur nodig hebben:dammen, reservoirs, zuiveringsinstallaties en leidingen. Overuren, die systemen moeten worden vervangen, en we hebben niet genoeg geld uitgegeven om ze te vervangen. We hebben het over systemen die typisch 60 tot 80 jaar oud zijn. We staan ​​nu voor een uitdaging:we kunnen ofwel de systemen vervangen door wat er eerder was, of profiteer van technologische vooruitgang om waterinfrastructuur te creëren die duurzamer zal zijn, veerkrachtig en kostenbesparend.

Wat voor soort technologieën worden ontwikkeld?

In Californië, we beginnen ons afvalwater te recyclen - het spul dat we door het riool spoelen, dat uit onze wasmachines komt en door het doucheputje gaat. We kunnen het water dat afkomstig is van een rioolwaterzuiveringsinstallatie, en in plaats van het in onze rivieren te lozen, baaien en de oceaan, we kunnen het door een geavanceerde behandelingsinstallatie laten gaan die omgekeerde osmose en ultraviolet licht gebruikt, in combinatie met waterstofperoxide, om chemicaliën of ziekteverwekkers af te breken die de vorige stappen van het behandelingsproces hebben doorlopen. We kunnen van wat vroeger nutteloos afvalwater was een nieuwe drinkwatervoorziening maken. Dat betekent dat we minder water uit het milieu halen en meer water achterlaten voor vissen en andere ecosysteemfuncties. Dit proces wordt hergebruik van drinkwater genoemd.

Worden deze waterrecyclingsystemen al in de staat gebruikt?

Er zijn verschillende van deze geavanceerde zuiveringsinstallaties in Californië. Het oudste en bekendste project bevindt zich in Orange County. Er zijn er nog meer in de Inland Empire-regio van Zuid-Californië. San Diego moet er nog een bouwen, maar ze zijn goed op weg. De grote spelers van de Bay Area op het gebied van drinkwaterrecycling zijn het Santa Clara Water District en de South Bay. Ze beoordelen de haalbaarheid van waterrecycling. Het is waarschijnlijk dat ze in het komende decennium een ​​project voor het recyclen van drinkbaar materiaal zullen opstarten.

Wat is de reactie van het publiek op deze geavanceerde behandelingssystemen?

Soms als je met mensen praat, ze zeggen, "We zullen, Ik wil mijn riool niet drinken - dat water zat in het toilet, dat water zat in de wasmachine. Het is niet iets dat ik wil drinken." Het wordt vaak de "bah-factor" genoemd. die verbinding tussen afval- en watervoorziening is verbroken. Beheerde natuurlijke systemen, zoals aangelegde wetlands of reservoirs, kan de verbinding verbreken en het idee om afvalwater te recyclen smakelijker maken.

Kun je deze wetlands beschrijven, en hun voordelen?

Wetlands worden gebruikt als een goedkope manier om afvalwater te zuiveren. De eerste generatie zuiveringswetlands waren precies deze plaatsen die zich zouden vormen overal waar het gezuiverde afvalwater weer in het milieu terecht zou komen. En als dat afvalwater niet helemaal schoon was, de planten en de microben in het wetland zouden helpen het op te ruimen door alle overgebleven voedingsstoffen te verwijderen, of metalen of sporen van organische chemicaliën. Maar naarmate mensen meer aandacht zijn gaan besteden aan deze wetlands, ze zijn gaan inzien dat ze kunnen worden ontworpen of ontwikkeld om hun prestaties te verbeteren en het water nog schoner te maken.

Waar in de staat kun je deze aangelegde wetlands vinden?

De aangelegde wetlands die we het meest hebben bestudeerd, is een systeem in Riverside County aan de Santa Ana-rivier, de Prado Wetlands. Dat systeem wordt gebruikt om het water te zuiveren, in het bijzonder om nutriënten of chemicaliën of bacteriën en virussen te verwijderen die in het water achterblijven na het doorlopen van het conventionele zuiveringsproces. Microben die aan de planten of in de sedimenten vastzitten, breken veel ervan af en zetten ze om in koolstofdioxide en water. Vaak, zonlicht dat op het water schijnt, breekt ze af.

Er zijn andere behandelingswetlands die rond Californië zijn gebouwd, maar de meeste zijn aanzienlijk kleiner. We zijn momenteel bezig met het uitvoeren van experimenten ter ondersteuning van verschillende soorten waterbehandelingssystemen die in de Bay Area worden overwogen.

Welke soorten verontreinigingen worden in water aangetroffen na conventionele behandeling?

Al het afvalwater in Californië gaat door het conventionele rioolwaterzuiveringsproces, die eruit ziet, voor alle doeleinden, relatief schoon. Maar het is niet veilig genoeg om te drinken en, vaak, het kan schadelijk zijn voor het milieu als het niet wordt verdund met water uit schonere bronnen.

Ik denk dat de belangrijkste vraag is, "Zijn de concentraties van een van deze verontreinigingen hoog genoeg om problemen te veroorzaken?" Als het om het milieu gaat, de eerste grote verrassing kwam ongeveer 20 jaar geleden toen onderzoekers ontdekten dat zeer kleine hoeveelheden ethinylestradiol - het actieve ingrediënt in de anticonceptiepil - in het afvalwater aanwezig waren in concentraties die hoog genoeg waren om vissen te beïnvloeden. In dit geval, de concentraties waren ongeveer een deel per biljoen, dat is een ongelooflijk klein bedrag, maar het komt voor dat bepaalde vissen erg gevoelig zijn voor deze hormonen omdat ze een rol spelen in hun stofwisseling en ontwikkeling. Deze kleine hoeveelheden waren genoeg om de fenotypes van de vissen te veranderen, waardoor de mannelijke vissen vrouwelijke kenmerken vertonen. En dat heeft echt invloed op hun vermogen om zich voort te planten. Het kan ervoor zorgen dat een populatie instort.

Er zijn andere chemicaliën in afvalwater die andere waterorganismen kunnen aantasten. Het is iets minder duidelijk of er een effect is, omdat er zoveel gebeurt als je naar dieren in het wild kijkt. Er zijn aanwijzingen dat sommige van de medicijnen die bij menselijke therapie worden gebruikt, zich kunnen ophopen in vissen. Er zijn laboratoriumstudies die aantonen dat ze het gedrag of de stofwisseling van de organismen kunnen beïnvloeden.

Zal klimaatverandering de watervoorziening van het land beïnvloeden?

Ja. Hier in Californië, tegen het einde van de 21e eeuw, we gaan veel minder sneeuw in de bergen hebben. Ons snowpack bevat ongeveer 30 procent van het water dat we gedurende een jaarlijkse cyclus gebruiken. Veel steden in het westen zijn afhankelijk van sneeuw om het water op te slaan. En als het warmer wordt, de sneeuw zal er niet zijn. We zullen ons systeem dus moeten aanpassen om deze belangrijke vorm van waterberging te verliezen.

Een ander ding is dat de soorten droogte die we hier in Californië hebben meegemaakt, vaker kunnen voorkomen. Als dat het geval is, we zullen manieren moeten vinden om de reservoirs aan te vullen die opdrogen. Misschien moeten we manieren vinden om het grondwater efficiënter te gebruiken. Of meer water opslaan om het soort droogte dat we zojuist hebben meegemaakt te overbruggen.

Er wordt gezegd dat Amerikanen niet vooruit plannen voor eventuele calamiteiten, zoals de grote aardbeving die naar verwachting de Bay Area zal treffen. Geldt dit voor de droogte?

We zullen, Ik denk dat het verschil tussen een droogte en een aardbeving is dat droogte een langzaam fenomeen is. We hebben net een droogte doorgemaakt die zeven of acht jaar heeft geduurd en je kunt zien dat we ons net begonnen te concentreren op wat we eraan moesten doen. Aan de zonnige kant, een droogte is iets dat langzaam toeneemt en naarmate mensen zich er meer en meer bewust van worden, ze zijn in staat om meer tijd en moeite te besteden aan het oplossen ervan. Maar het probleem is dat het soort oplossingen dat nodig is om met de droogte om te gaan, vaak veel tijd vergen om te bouwen, dus het is moeilijk om 's nachts een nieuwe watervoorziening te bouwen. Het is iets dat tientallen jaren duurt. Als je gedwongen wordt om het in korte tijd te doen, het zal een stuk duurder zijn en het is misschien niet wat je op de lange termijn nodig hebt.

Ik ben blij om te zien dat de staat Californië de droogte gebruikt als reden om over de toekomst na te denken. Dus wat we steeds horen van het kantoor van de gouverneur is dat de droogte misschien voorbij is, maar dat betekent niet dat de crisis voorbij is. Misschien was de droogte toeval. Misschien was het iets dat mensen hielp zich te concentreren op de investeringen op langere termijn die nodig zijn om de eeuw door te komen.

Wat kunnen wij als individuen doen?

Ik denk dat we hier als individuen allemaal veel kunnen doen. Voor de meesten van ons in Californië, het grootste deel van ons watergebruik gebeurt buitenshuis. Een van de grootste keuzes die we maken, is hoe we ons land inrichten. Dus, als u huiseigenaar bent en onroerend goed heeft, je kunt een enorm verschil maken door van een gazon of waterverslindende planten over te stappen op planten die minder water nodig hebben. Maar zelfs mensen die in appartementen wonen of in dichtbevolkte steden wonen, kunnen een verschil maken. Er zijn nu allerlei soorten sanitair op de markt en we kunnen onze gewoontes veranderen om water te besparen. Het is een geleidelijk proces, en we veranderen langzaam onze wegen.

Wat voor soort waterbesparende apparaten zijn er op de markt aan de horizon?

U kunt een recirculatiedouche kopen waarbij u zich eerst wast, dan druk je op een knop en kan dat relatief schone water waarin je doucht weer rondgepompt worden, misschien een beetje opgewarmd, en dan kun je zo lang douchen als je wilt zonder je super schuldig te voelen over het leeglopen van het reservoir. Maar zeer weinig mensen bezitten ze momenteel in Californië.

Je kunt ook een vacuümtoilet kopen - het soort toilet dat ze in vliegtuigen gebruiken - maar de meeste mensen zijn niet geïnteresseerd. Ze denken dat het te ingewikkeld is of ze zien geen potentieel voordeel voor hen. We zullen zien. Misschien zullen sommige van de early adopters die willen laten zien hoe groen ze zijn voor hun vrienden, deze komende technologieën overnemen en helpen bij het pionieren van een nieuwe industrie.

De regering-Trump trekt de VS terug uit het klimaatakkoord van Parijs. Denk je dat dat de vooruitgang bij het opnieuw uitvinden van onze stedelijke waterinfrastructuur zal vertragen?

Californië lijkt zijn eigen weg te gaan met betrekking tot het milieu. Ik kan me niet voorstellen hoe we zullen stoppen met het boeken van vooruitgang, met of zonder de steun van Washington. Ik maak me meer zorgen over andere delen van het land. Het is nogal verrassend voor veel mensen om te horen dat Florida, Virginia en Georgia maken zich zorgen over watertekorten. Het is moeilijk om het publiek en de gekozen functionarissen mee te nemen als ze blijven horen dat klimaatverandering niet bestaat of dat onze infrastructuur niet meer investeringen nodig heeft. Er zijn dus redenen tot zorg op nationaal niveau wanneer we potentiële watertekorten in de toekomst de rug toekeren of klimaatverandering of investeringen in infrastructuur afwijzen omdat ze niet in ieders gedachten zijn. Dat is het soort dingen dat mij zorgen baart.