جودة المياه وتأثير الابتكار الرقمي

[QTalks Ep.4]
جودة المياه وتأثير الابتكار الرقمي

غالبا ما يتم الاستشهاد بآثار تغير المناخ على المياه فيما يتعلق بالتوافر: سواء كانت قليلة جدا (الجفاف) ، أو كثيرة جدا (الفيضانات). ومع ذلك، كيف يؤثر تغير المناخ على نوعية المياه؟

من حرائق الغابات وازدهار الطحالب والملوثات ذات الاهتمام الناشئ ، تواجه مرافق المياه تحديات متزايدة. ما هو الدور الذي ستلعبه الرقمنة، على سبيل المثال الزيادة في أجهزة الاستشعار والبيانات، في معالجة المياه؟ هل إضفاء الطابع الديمقراطي على الوصول إلى أجهزة استشعار جودة المياه والبيانات مفيد لهذه الصناعة؟

انضم إلى أحدث QTalks مع الصحفي البيئي توم فرايبرغ ، للاستماع إلى الخبراء وهم يساعدون في قطع الضجيج مع أمثلة على الابتكار في إدارة جودة المياه.

• أندرو ديغراكا، مدير شعبة جودة المياه في لجنة المرافق العامة في سان فرانسيسكو
• يان فريبورغ ، الباحث العلمي الرئيسي في أبحاث دورة المياه KWR
• هيذر كولينز ، مديرة معالجة المياه في منطقة المياه الحضرية في جنوب كاليفورنيا

مصادر المياه والبنية التحتية والجودة في السياق

لبدء المناقشة ، طلب توم من أعضاء اللجنة تقديم بعض السياق حول البنية التحتية لمعالجة المياه ومصادر المياه في مرافقهم ومنظماتهم.

منطقة متروبوليتان ووتر في جنوب كاليفورنيا

أوضحت هيذر أن منطقة متروبوليتان للمياه في جنوب كاليفورنيا هي تاجر جملة للمياه في جنوب كاليفورنيا يخدم 19 مليون شخص يحصلون على إمدادات المياه من مصدرين رئيسيين.

الأول هو المياه من الجريان السطحي والأنهار والبحيرات في شمال كاليفورنيا ، والثاني من نظام قناة نهر كولورادو – الذي تملكه وتديره منطقة متروبوليتان للمياه – الذي يأخذ المياه من مستجمعات المياه في نهر كولورادو عبر بحيرة هافاسو.

وقالت إن لديهم شبكة تضم أكثر من 830 خط أنابيب ونفقا يتم تغذيتها بالجاذبية ، وخمس محطات معالجة ، والعديد من مرافق الطاقة الكهرومائية والمضخات حول الحوض.

وتعليقا على مصادر المياه المحددة هذه ، أوضحت أيضا أن الجفاف له تأثير على توافر وتخصيص مياه الدولة القادمة من الشمال ، وأنهم يوازنون ذلك مع برامج التخزين.

شبكة المياه الهولندية

سلط جان الضوء على أن هولندا مكتظة بالسكان في منطقة صناعية للغاية يبلغ عدد سكانها حوالي 17 مليون ونصف المليون نسمة.

وأوضح أن الجزء الذي يقع فوق مستوى سطح البحر يستخدم بشكل أساسي المياه الجوفية ، وهو مصدر محمي بشكل جيد للغاية ، والجزء الموجود تحت مستوى سطح البحر – والذي يمثل ثلث البلاد – تخدمه مياه الأنهار.

وقال إن كلا النهرين يدخلان منطقة صناعية للغاية يمكن وصفها بأنها “مجاري مفتوحة”. لهذا السبب ، فهم يدركون تماما أهمية جودة المياه.

لجنة المرافق العامة في سان فرانسيسكو

أوضح أندرو أن لجنة المرافق العامة في سان فرانسيسكو هي مرفق للمياه والصرف الصحي والطاقة يخدم حوالي ثلاثة ملايين شخص على جانب المياه ، وأن ثلثي ذلك مخصص لعملاء الجملة.

وقال إن مصدر الإمداد الرئيسي هو خزان Hetch Hetchy في حديقة يوسمايت الوطنية وهو ذو جودة استثنائية لدرجة أنهم يحتاجون فقط إلى توفير العلاج والدعم بالأشعة فوق البنفسجية.

وقال إن لديهم أيضا خزانات محلية، ومحطتي معالجة تقليديتين، ويطورون إمدادات صغيرة جدا من المياه الجوفية.

مشروع قانون جودة المياه والبنية التحتية

سأل توم اللجنة كيف يتغير النقاش حول جودة المياه مع قانون البنية التحتية الجديد من الحزبين الذي يهدف إلى تقديم أكثر من 50 مليار دولار إلى وكالة حماية البيئة لتحسين مياه الشرب ومياه الصرف الصحي والبنية التحتية لمياه الأمطار في الولايات المتحدة.

وقالت هيذر إن هذا التمويل الجديد سيساعد في الحصول على المياه النظيفة وصناديق مياه الشرب الآمنة التي تسنها الولايات. وقالت أيضا إنها ستساعد في معالجة بعض القضايا التي تعاني منها أنظمة المياه بما في ذلك مكونات المياه الجوفية التي تعيق قدرة أحواض المياه الجوفية على استخدامها للتخزين والبنوك والتجديد.

وذكرت أيضا أنه يتم تخصيص تمويل كبير لمكونات PFAS وأنهم يعملون بنشاط مع الوكالات الأعضاء ومجلس إدارتهم للنظر في فرص التمويل لضمان جودة مياه المصدر لبحيراتهم ومصادر الإمداد. وأخيرا، قالت إنهم يعملون أيضا مع الوكالات الأعضاء لضمان قدرتهم على الاستفادة من إمداداتهم المحلية التي تساعدهم حتما على توفير المياه التي يستوردونها.

التسرب مقابل جودة المياه

بالانتقال إلى المناقشة ، سأل توم جان وأندرو عما إذا كانت قضية جودة المياه ، مقارنة بالتسرب ، لا تزال “ابن العم الأكثر فقرا” من حيث أولويات الاستثمار ، أو ما إذا كانت قد حظيت بمزيد من الاهتمام على مر السنين.

سلط جان الضوء على حقيقة أن مستوى التسرب في هولندا يبلغ 5٪ فقط وهو أقل في مناطق معينة. وقال إن هناك علاقة متبادلة بين جودة المياه والشبكات وأن الحل الواضح للتسرب هو تحديث الشبكات لأن الضمادات لا تصلح مصدر المشكلة.

وقال إن الأمر استغرق من هولندا ما بين 40 و 75 عاما لتكون قادرة على توفير مياه شرب عالية الجودة دون الكلور المتبقي. كما أوضح كيف أن اللحظة الفعلية للاستثمار في الشبكات ضئيلة للغاية مقارنة بالدعم مدى الحياة الذي ستحتاجه الشبكة.

بدأ أندرو بالقول إن مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها (CDC) ذكرت أن كلا من التطهير والفلورة كانا اثنين من أهم عشرة تدخلات للصحة العامة في القرن 20 . وقال إنه يعتقد أن الأمر سيستغرق حدثا مثل التفشي الهائل للكريبتوسبوريديوم في ميلووكي في عام 1993 لفرض أي تغييرات كبيرة.

ومع ذلك ، قال إن هناك مخاوف على مستوى الولاية ، بما في ذلك اكتشاف اللدائن الدقيقة في كاليفورنيا و PFAS في ولايات مختلفة. لهذا السبب ، يعتقد أن التغيير سيحدث ببطء ، ولكن لا يوجد حتى الآن محرك كبير بما يكفي لتغيير كبير حيث يتم التركيز على جودة المياه.

الدوافع التنظيمية للتغيير والملوثات ذات الاهتمام الناشئ

ثم ذهب توم إلى سؤال أندرو عما إذا كانت الدوافع التنظيمية من حيث العلاجات الإضافية للملوثات ذات الاهتمام الناشئ تتحرك بسرعة كافية وما إذا كان يكفي أن تتعامل الدول الفردية مع هذه القضايا بمفردها.

قال أندرو إن التغييرات التنظيمية لا تتحرك بالسرعة الكافية. وأوضح أن إحدى أهم القضايا هي أن هناك حاجة إلى أساس علمي سليم لتطوير اللوائح وأنه لا يوجد حاليا خط أنابيب بحثي ينظر في العلاج ، والآثار الصحية الحالية ، وتحليل التكلفة والعائد لإبلاغ القرارات.

وقال إن هذه اللوائح مكلفة للغاية وأنه من الضروري إنفاق الأموال العامة بحكمة ، وأن ما يريده هو أن تتلقى وكالة حماية البيئة التمويل ، وأن تركز الإدارة ، وتبدأ في قيادة الجهد التنظيمي.

قالت هيذر إن هناك حاجة إلى مزيد من التفكير التآزري والمشترك بين الصناعات للمساعدة في نهاية المطاف في تحديد ووقف الملوثات أو مكونات القلق الناشئ من دخول البيئة في المقام الأول.

وقالت إن هناك تراكبات زراعية وصيدلانية مع قطاع المياه وهناك نقص في البحوث المتماسكة التي تقيم آثار الممارسات التجارية لهذه القطاعات وتأثيرها على مصادر المياه وإمداداتها.

وأوضحت كذلك كيف أن هناك حاجة إلى جدول أعمال بحثي مختلف وأنه يجب على القطاعات تجانس أبحاثها للتعلم من بعضها البعض.

الابتكار الرقمي وزيادة بيانات جودة المياه القابلة للتنفيذ

سأل توم جان أين رأى أي ابتكار حديث من أبحاث KWR حول وفرة تقنيات المياه الرقمية الجديدة وزيادة البيانات القابلة للتنفيذ التي تأتي منها.

قال جان إنه من المهم تحسين مواقع أجهزة الاستشعار ومعدات القياس وأن برنامج التحسين الذي يساعد في ذلك يتطور بسرعة. ومع ذلك ، قال إنه بينما تجمع أجهزة الاستشعار الكثير من البيانات ، يجب أن تكون قادرا على الاستفادة من البيانات. بدلا من بيانات المستشعر العامة ، يجب أن تكون هناك حالة استخدام محددة من حيث معلمات ما تقيسه وما تقيسه من أجله.

سلطت هيذر الضوء على إحدى القيم الأساسية للرقمنة: تحويل العمليات اليدوية للغاية إلى عمليات أسرع بكثير ومؤتمتة ويتم تسليمها في الوقت الفعلي. وقالت إنهم استخدموا تقليديا غوص السكوبا لمراقبة جودة المياه ، لكنهم يستخدمون الآن الاستشعار عن بعد عبر الأقمار الصناعية المكانية ويمكنهم جمع بيانات جودة المياه بسرعة أكبر.

وقالت أيضا إنهم يغذون البيانات التي تم جمعها في نماذجهم الهيدروليكية ويستخدمونها للنظر في سيناريوهات مختلفة فيما يتعلق بعمليات إعادة التعبئة والسحب والتجديد.

تأثير اللدائن الدقيقة والأدوية الموصوفة والترفيهية و COVID-19 على جودة المياه

ثم طرح توم بعض الأسئلة من الجمهور المباشر على اللجنة. الأول كان حول ما إذا كانت أي منظمة قد رصدت مدى تراكم المواد البلاستيكية الدقيقة على مجاري الأنهار ، أو تركيزات الأدوية الموصوفة والترفيهية التي لا تتم معالجتها بالكامل من خلال أعمال معالجة مياه الصرف الصحي.

قال أندرو إن كاليفورنيا لديها متطلبات مراقبة اللدائن الدقيقة وأنهم يطورون حاليا طرقا حول كيفية القيام بذلك.

تركز السؤال الثاني على ما إذا كانت هناك أي دراسات حول تأثير المواد الكيميائية المستخدمة لمعالجة COVID-19 على جودة المياه ، بما في ذلك وجود معقم اليدين ومواد التنظيف الأخرى.

قال جان إن KWR تعمل في علم الأوبئة القائم على مياه الصرف الصحي حيث يمكنهم تحديد المخلفات الكيميائية والمخدرات ، وكيف يتصرفون في مرافق المعالجة ، وكيف يقدمون أنفسهم في مياه الشرب.

وأضافت هيذر أن متروبوليتان وشريكها ، منطقة الصرف الصحي في لوس أنجلوس ، شرعوا في برنامج للمياه المعاد تدويرها. قالت إنه من خلال هذا ، كان هناك الكثير من المراقبة التي سمحت لهم برؤية الارتفاعات في طفرات كوفيد.

هل أنت مستعد لاكتشاف المزيد من محتوى QTalks؟

تفضل بزيارة قناة Qatium على YouTube لمشاهدة جميع الحلقات.