水看世界 | 供水设施老龄化的现实问题，美国这样做|供水设施|美国|输配|饮用水

导语

以水看科技进步，以水观世界发展。“水看世界”带您在云端游历世界水务，博览众长，以为攻玉。（素材来自上海《净水技术》杂志社情报咨询服务板块成果）

本期摘要

美国的供水系统大多建设于50年前，当前越来越多的供水设施进入老化阶段，设施更新已经成为了美国社会重点关注的痛点关注问题。可以预见的是，老化的基础设施将带来一系列的公共安全风险，因此美国供水企业也正在积极面对这项问题。

美国大部分的饮用水输配系统的基础设施都是在50多年前建造安装的，意味着其中很多设施已经超过了预期寿命，而且可能正在恶化。不断老化的供水系统容易出现一系列问题，可能会增加例如管道断裂、压力降低、生物膜积累等公共卫生问题。

对于美国供水行业来说，基础设施的恶化预计将成为供水企业更加关注的问题，并且可能会对公共健康产生不利影响，启动修复和更换工作将减轻供水系统对公共卫生的负面影响。

概念框架

为了客观分析，美国环保总署（EPA）地下水和饮用水标准与风险管理办公室通过制定一个概念框架，将问题分解为三个领域（下图），具体包括：污染机制、基础设施条件和水传播疾病评估。

污染机制

影响公众健康的污染物可能通过几种不同的机制或促成因素进入供水系统或在其中积聚，其中一些可能因基础设施恶化而加剧。虽然每一种机制都是独特的，但这些机制可能有共同的原因，并相互影响。每一种机制都可能单独导致污染，也可能与其他机制的某种组合有关。下图显示了受基础设施恶化影响的污染机制，并说明了每个机制如何相互影响。

•入侵是指非饮用水通过泄漏点或其他开口流入供水输配系统。入侵如果真实发生，输配系统压力一定已经低于周围地下水或沉积物的外部压力。

• 金属管道和其他配件设施的腐蚀会导致污染物进入供水系统。铁材质的腐蚀还可以通过增加生物膜定植的表面积以及提供免受消毒剂影响的保护生态位，从而进一步增加生物膜的生长。

•生物膜是微生物产生的有机聚合物基质，含有微生物以及有机和无机材料。生物膜本身可以增加消毒剂的需求，引起臭和味的问题，以及增加消毒副产物(DBPs)。此外，管道生物膜中的微生物活性是影响管道劣化率的因素之一。

• 在管道或储存设施中积聚的沉积物可能含有污染物，这些污染物在压力变化期间通过基础设施的裂口或通过管道进入，随后进入储存设施。沉积物还可以含有营养物质，这些营养物质可以成为生活在分布系统中的病原体的食物来源，并可以促进生物膜的生长，从而保护病原体免受消毒剂残留物的侵害。

•水龄的延长降低了消毒剂残留水平，可能使水更容易受到后续污染。水龄的增加也与消毒副产物水平的增加、生物膜的生长和腐蚀的增加有关。

•渗透是指化学成分从输配系统外部通过输配系统材料进入管道内的饮用水中。虽然这通常被认为是塑料、非金属管道的潜在问题，但它也可能发生在配件、附件和一些储存设施中。

•浸出是将物质溶解到饮用水中，并可能导致饮用水被金属、有机污染物或石棉污染。与渗透不同，浸出过程是在输配系统内部，不涉及外部污染物的引入。

基础设施条件

对于供水企业来说，了解其输配系统基础设施的状态如何影响这些机制是至关重要的。饮用水输配系统的基础设施由管道、储存设施、阀门、泵和其他附属设备组成。每个基础设施组件在恶化时都容易受到不同的污染机制的影响。

供水企业可以实施资产管理计划，以帮助对输配系统基础设施进行谨慎、经济合理的投资，因为仅仅老化并不能充分表明需要更换基础设施。通过遵循资产管理的最佳实践，供水企业可以记录其管网和其他资产的状况和故障历史，从而做出更明智的投资决策。然而，根据2015年美国环保总署饮用水基础设施需求调查和评估，许多供水企业仍处于开发资产管理计划的早期阶段。制定更全面的资产管理计划可能有助于供水企业更好地维护基础设施，以减少对公众健康的潜在负面影响。

水传播疾病评估

污染物的存在并不一定会直接导致人们生病，而疾病的发生也并不一定就能表明水污染。因此，分析用户疾病与基础设施恶化之间的关联性非常重要。

尽管很难量化，但可以使用几种方法来评估。这些措施包括利用水传播疾病暴发信息来推断不良公共卫生事件的潜在程度，也可以审查已发表的关于水传播疾病的报告或研究以及水传播疾病的模拟预估。这些方法各有优缺点，但结合起来使用，就能更好地了解基础设施恶化对公共卫生的潜在影响。

修复及更换

历史上，由于输配系统的缺陷，美国已经爆发了几次水传播疾病，未来几年可能还会发生更多。除了已发生被报导的水源性疾病暴发外，恶化的饮用水输配系统基础设施也可能导致其他疾病的发生。

对于这一点，美国的供水企业正在积极为修复或更换老化的输配系统基础设施筹措资金，可以探索一些融资项目，如美国环保署的水基础设施融资和创新法案项目以及饮用水循环基金。

原文：Deteriorating Water Distribution Systems Affect Public Health

出处：J Opflow

作者：Deborah Vacs Renwick, Kenneth Rotert

翻译：《净水技术》实习编辑张龙龙，《净水技术》执行主编阮辰旼

排版：《净水技术》编辑李滨妤

审核：《净水技术》社长/执行主编阮辰旼