Bagaimana tercemar air minum AS?

Air paip AS adalah sebahagian daripada yang paling bersih di Bumi, secara amnya selamat dari mikrob dan bahan kimia yang melanda bekalan air manusia selama beribu tahun. Walaupun sebahagian besar planet bergantung kepada air yang halus dan / atau air minuman tercemar, orang Amerika boleh mengisi kaca dengan risiko kriptosporidium, kromium atau chlordane.

Walau bagaimanapun, ini tidak selalunya berlaku - dan di banyak negara, masih tidak. Lebih dari 45 tahun selepas Hari Bumi pertama yang mengalir di era baru kesedaran alam sekitar, berjuta-juta rakyat Amerika masih minum air pasir berbahaya tanpa mengenalinya.

Kerajaan AS hampir tidak mempunyai pengawasan terhadap kualiti air minum sebelum tahun 1970-an, meninggalkan pekerjaan itu untuk kerja-kerja undang-undang tempatan yang sering lemah dan dikecualikan secara meluas. Tidak sampai Kongres meluluskan Akta Air Minum Selamat pada tahun 1974 bahawa Agensi Perlindungan Alam Sekitar Amerika Syarikat (EPA) yang baru terbentuk boleh menetapkan had kebangsaan terhadap bahan cemar tertentu dalam air paip. Kongres kemudiannya menaikkan kuasa agensi dengan pindaan pada tahun 1986 dan 1996.

Tetapi walaupun empat dekad kerja yang menjadikan air keran AS lebih selamat secara umum, bahaya bahaya masih bersembunyi di bawah permukaan. Ini termasuk ancaman yang lama seperti petunjuk, risiko berterusan yang telah diserlahkan pada tahun-tahun kebelakangan ini oleh nasib penduduk di Flint, Michigan. Ia juga termasuk pelbagai kimia yang kurang dikenali, yang kebanyakannya tidak tertakluk kepada peraturan kerajaan.

Dalam laporan 2009, EPA memberi amaran bahawa "ancaman terhadap air minuman semakin meningkat, " sambil menambah "kami tidak lagi boleh mengambil air minuman kami untuk diberikan." Dan pada tahun 2010, Kumpulan Kerja Alam Sekitar bukan keuntungan (EWG) mengeluarkan laporan penting yang memberi amaran bahawa kromium-6 - karsinogen manusia yang mungkin dibuat terkenal oleh filem 2000 "Erin Brockovich" - lazim di sekurang-kurangnya 35 bekalan air di bandaraya AS. EWG terus memantau isu ini, pada tahun 2017 melaporkan bahawa kromium-6 dikesan dalam bekalan air minum yang melayani lebih daripada 200 juta rakyat Amerika.

Pada tahun 2016, kajian Harvard University menemui paras bahan polyfluoroalkyl dan perfluoroalkyl (PFASs) yang tidak selamat - bahan kimia perindustrian yang dikaitkan dengan kanser, gangguan hormon dan masalah kesihatan lain - dalam air minum 6 juta orang Amerika.

Akta Air Minum Selamat merangkumi lebih daripada 90 bahan pencemar, tetapi puluhan ribu bahan kimia digunakan di Amerika Syarikat, termasuk lebih daripada 8, 000 yang dipantau oleh EPA, dan banyak kesan kesihatannya masih tidak jelas. Kajian telah mengaitkan pelbagai bahan kimia yang tidak terkawal untuk kanser, perubahan hormon dan masalah kesihatan lain - malah beberapa yang dikawal selia tidak mempunyai piawaian mereka dikemas kini sejak tahun 70-an - tetapi tiada bahan pencemar baru telah ditambah ke dalam senarai sejak tahun 2000.

Sebagai pengawal selia berjuang untuk mengekalkan dekad kemajuan dalam membersihkan air paip AS, banyak rakyat Amerika pasti akan minum air yang tidak lama lama ke masa depan - kedua-dua dari bahan cemar yang tidak terkawal dan yang dikawal selia yang menjadikannya tumbuh-tumbuhan rawatan air. Tidak semua bahan pencemar ini berbahaya, dan sesetengahnya hanya boleh menyebabkan sakit perut ringan, atau mungkin bertahun-tahun untuk menunjukkan apa-apa kesan. Tetapi sejak merobohkan ketidakpastian akan menjadi proses perlahan, inilah pandangan yang cepat tentang apa yang kita tahu mengenai bekalan air AS dan bahan pencemar yang melanda mereka.

Dalam rawatan

Rawatan air yang digunakan hanya termasuk penapisan, tetapi sekarang kuman pembasmian ditambah untuk membunuh mana-mana mikrob yang mungkin telah melepasi penapis. (Foto: Niruti Puttharaksa / Shutterstock)

Bagaimanakah pencemaran masuk ke dalam bekalan air AS sama sekali, kerana paip air perlu melalui loji rawatan air dahulu? Kebanyakan bahan cemar ditapis atau dibunuh dengan kuman pembasmi kuman, tetapi kilang rawatan tidak menipu, dan ada cara untuk mikroba dan bahan kimia yang giat untuk menyelinap atau memintas semua kemudahan.

Melindungi kualiti air paip bermakna melawan dua pertempuran yang saling berkaitan: satu terhadap pencemaran kerana ia memasuki saluran air, dan satu lagi terhadap air tercemar apabila ia tiba di loji rawatan. Akta Air Bersih 1972 adalah alat utama negara untuk mengawal pencemaran sumber air, tetapi undang-undang adalah terhad oleh isu penguatkuasaan dan kekaburan undang-undang di mana badan-badan air ia mengawal. Kebanyakan sistem air AS diberi makan dengan air bawah tanah - yang biasanya lebih bersih daripada air permukaan kerana ia ditapis oleh tanah dan batu - tetapi bandar-bandar besar cenderung bergantung kepada sungai dan tasik, jadi lebih banyak rakyat Amerika menggunakan sistem air permukaan walaupun mereka mewakili sebahagian kecil daripada portfolio air akuatik negara. Itu menjadikan pekerjaan tumbuhan rawatan lebih penting lagi.

Tumbuhan rawatan air biasa menggunakan lima langkah berikut untuk membersihkan "air mentah" yang disebut sebelum menyampaikan kepada pelanggan:

  • Pembekuan: Apabila aliran air yang tidak dirawat di dalam loji rawatan, ia pertama kali dicampurkan dengan bahan alum dan bahan kimia lain yang membentuk zarah yang kecil dan melekit yang dipanggil "floc, " yang menarik bit kotoran dan serpihan lain.
  • Pemendapan: Berat campuran kotoran dan floc menjadi cukup berat untuk tenggelam ke bahagian bawah tangki, di mana ia menetap sebagai sedimen. Air yang lebih jelas kemudian mengalir ke langkah seterusnya dalam proses.
  • Penapisan: Selepas zarah kotoran yang lebih besar dikeluarkan, air melewati satu siri penapis yang direka untuk membersihkan stowaways yang lebih kecil, termasuk beberapa mikrob. Penapis ini sering dibuat daripada pasir, kerikil dan arang, meniru proses penapisan tanah semula jadi yang biasanya menyimpan air bawah tanah yang murni.
  • Pembasmian kuman: Rawatan air digunakan untuk menamatkan penapisan, tetapi pembasmian kuman telah ditambah semasa zaman moden untuk membunuh sebarang mikrob yang mungkin telah melewati penapis. Biasanya, sejumlah kecil klorin ditambah ke air yang ditapis, walaupun bahan kimia pembasmian lain juga boleh digunakan.
  • Penyimpanan: Apabila pembasmian kuman disingkirkan, air diletakkan di dalam tangki tertutup atau takungan tertutup untuk membiarkan bahan kimia berfungsi ajaib mereka. Akhirnya, air mengalir dari kawasan penyimpanan melalui paip ke rumah dan perniagaan.

Siri perlindungan ini adalah cabaran yang menakutkan bagi kebanyakan bahan pencemar, terutamanya apabila klorin dibuang ke dalam campuran. Tetapi pencerobohan masih berlaku - salah satu yang paling terkenal adalah wabak cryptosporidium tahun 1993 di Milwaukee, Wisconsin, yang melanda 400, 000 orang dan menewaskan lebih daripada 100. Apabila saluran air semula jadi terkontaminasi, beberapa bahan kimia atau mikrob mungkin melalui kurang dibina, dikendalikan atau dikendalikan loji rawatan, dan dalam keadaan lain, takungan dirawat mungkin tercemar secara langsung oleh larian air hujan, pembuangan secara haram atau tumpahan tidak sengaja. Malah bahan kimia pembasmian itu sendiri boleh mengancam kesihatan awam dengan kuantiti yang cukup besar.

Sesuatu di dalam air

Sungai Cuyahoga di Cleveland terbakar pada tahun 1969 disebabkan oleh sisa kumbahan dan industri, tetapi bukan kali pertama sungai tercemar terbakar. (Foto: NOAA)

Musim panas '69 adalah titik perubahan dalam sikap Amerika mengenai pencemaran air, terima kasih kepada kebakaran yang berlaku di Sungai Cuyahoga di Ohio. Ia bukan kali pertama sungai AS telah terbakar - Cuyahoga itu sendiri telah membakar sembilan kali sejak Perang Saudara, termasuk neraka 1952 yang menelan kos $ 1.5 juta - tetapi ia datang pada masa apabila isu-isu alam sekitar sudah menjadi tumpuan . Presiden Richard Nixon mengasaskan EPA beberapa bulan kemudian, dan Hari Bumi pertama diadakan pada April depan. Dalam tempoh lima tahun, Akta Air Bersih dan Akta Air Minum Selamat kedua-duanya ditandatangani menjadi undang-undang.

Peraturan-peraturan EPA sejak itu telah menghalang pencemaran air yang terang-terangan seperti minyak terapung dan bahan kimia yang dibakar di Cuyahoga, tetapi para saintis juga semakin semakin prihatin terhadap toksin halus yang tidak berada di radar 40 tahun yang lalu.

"Walaupun kami telah mengurangkan aliran banyak bahan pencemar konvensional ke dalam sumber air paip kami, kami kini menghadapi cabaran daripada bahan cemar lain dari sumber yang kurang konvensional, " kata bekas Pentadbir EPA, Lisa Jackson dalam ucapannya pada Mac 2010 yang mengumumkan pelan air EPA baru. "Tidak ada lepasan minyak yang kelihatan dan sisa industri yang lalu, tetapi bahan pencemar yang tidak kelihatan yang baru kita baru-baru ini mempunyai sains untuk mengesan. Terdapat pelbagai bahan kimia yang menjadi lebih besar dalam produk kami, air dan badan kita dalam 50 tahun yang lalu. Mereka beribu-ribu bahan kimia adalah perniagaan yang belum selesai dalam Akta 1974. "

Walaupun EPA berfungsi untuk mengawal pencemar generasi baru ini, namun banyak orang Amerika masih tidak sepenuhnya selamat dari yang terakhir. Kebanyakan pembekal air AS mematuhi peraturan persekutuan, dan mereka secara sah diperlukan untuk melaporkan status pematuhan mereka kepada pelanggan, tetapi risiko terpencil tidaklah biasa. (EPA juga mengakui masalah yang tidak dilaporkan dengan pelanggaran air minum, menunjukkan bilangan sebenar lebih tinggi.)

Bahan pencemar yang dikawal oleh peraturan EPA termasuk dalam lima kategori asas:

  • Mikroba: Sebelum hari-hari bahan kimia sintetik dan tumpahan minyak, bakteria dan virus adalah bahaya utama yang bersembunyi di dalam bekalan air. Tasik, sungai dan sungai adalah rumah kepada pelbagai jenis mikrob, yang sebahagiannya boleh menyebabkan malapetaka gastrointestinal jika masuk ke dalam badan manusia. Walaupun loji rawatan kini mengeluarkan sebahagian besar daripada ini, mereka telah diketahui melalui, seperti dalam wabak Milwaukee 1993. Cagar persendirian kecil menghadapi risiko tertinggi sejak EPA tidak mengawalnya, terutamanya di kawasan pedalaman di mana kotoran ternak bercampur dengan larian, kadang-kadang mencemarkan bekalan air bawah tanah dengan baik.
  • Disinfektan dan hasil sampingan: Klorin adalah pembasmi kuman utama yang digunakan untuk merawat air minuman AS, tetapi air yang dirawat juga mungkin mengandungi produk sampingan yang disinfeksi seperti bromat, klorit dan asid haloacetik. Klorin adalah toksik kepada manusia dan juga mikroba, dan walaupun jumlah kecil membuat air paip lebih selamat, terlalu banyak boleh mempunyai kesan yang bertentangan - menyebabkan kerengsaan mata dan hidung, ketidakselesaan perut, anemia, dan masalah neurologi pada bayi dan anak kecil. Bromat, asid haloacetik dan sebilangan produk sampingan yang disebut "total trihalomethanes" juga dikaitkan dengan masalah hati dan buah pinggang, serta risiko kanser yang lebih tinggi.
  • Bahan kimia bukan organik: Bersama dengan mikrob, bahan kimia bukan organik merupakan salah satu bahan pencemar air tertua di dunia, tetapi manusia juga telah membantu menyebarkannya. Arsenik mempunyai sejarah panjang keracunan kerana ia mengusir dari deposit semula jadi, tetapi hari ini juga dalam larian dari kebun dan dalam sisa dari pembuat elektronik. Logam seperti tembaga, plumbum dan raksa boleh terlepas dari deposit semulajadi, tetapi hari ini mereka lebih terkenal kerana meresap keluar paip-paip yang berkarat atau dikeluarkan oleh lombong, kilang-kilang dan penapisan. Ramai juga mempunyai kesan neurologi yang teruk, terutama sekali pada anak-anak. Larian yang kaya dengan nitrogen dari ladang adalah ancaman yang semakin meningkat, yang menyebabkan bukan sahaja "sindrom bayi biru, " tetapi juga alga yang berkembang di bawah "zon mati" akuatik.
  • Bahan kimia organik: Kategori bahan tercemar EPA yang paling sesak adalah salah satu daripada sebatian organik, yang merangkumi pelbagai bahan kimia sintetik dari atrazine hingga xylenes. Kerana bahan kimia buatan kebanyakannya relatif baru berbanding logam kuno seperti plumbum dan raksa, ilmu pengetahuan tentang kesan kesihatan mereka sering kabur. Ramai yang dipercayai menyebabkan kanser atau mengganggu sistem endokrin, sementara yang lain telah terlibat dalam segala-galanya dari katarak ke kegagalan buah pinggang. Walaupun bahan kimia organik menyumbang jumlah terbesar bahan cemar yang dikawal, ribuan lagi masih belum dikawal.
  • Radiasi: Walaupun ia adalah kebimbangan yang kurang meluas dan mendesak daripada banyak bahan pencemar, radiasi adalah satu lagi karsinogen yang kuat yang dapat menduduki bekalan air tanpa menjejaskan tangannya. Atom radioaktif, yang dikenali sebagai "radionuklida, " adalah terutamanya pencemar air yang semulajadi, yang berasal daripada deposit radium, uranium dan logam radioaktif yang lain. Minum radiasi yang mengalir dari masa ke masa adalah faktor risiko besar untuk kanser, sama seperti gas pernafasan radon, yang sering terperangkap dalam ruang bawah tanah selepas hanyut dari tanah di bawah.

Ekonomi bawah tanah

Perkara seperti arsenik, E. coli dan PCBs adalah pencemar air yang terkenal, tetapi satu lagi ancaman yang berpotensi sering diabaikan oleh suntikan bawah tanah - amalan perindustrian yang melibatkan peletupan cecair tekanan tinggi ke telaga bawah tanah yang mendalam. Ia bermula pada sekurang-kurangnya 300 AD, apabila ia digunakan di China untuk mengeluarkan garam dari deposit dalam, dan hari ini ia sering digunakan dalam perlombongan, penggerudian, pembuangan sisa dan untuk menghalang kemasukan air garam berhampiran pantai. EPA mempunyai kuasa yang terhad untuk mengawal selia suntikan, diberikan pertama oleh Akta Air Minum Selamat dan kemudiannya dengan 1986 pindaan kepada Akta Pemuliharaan dan Pemulihan Sumber; idea ini adalah untuk mengelakkan keluaran toksik tanpa membebankan pengeluaran tenaga AS.

Salah satu jenis suntikan bawah tanah yang paling kontroversi adalah kaedah yang dikenali sebagai fraktur hidraulik, atau hanya "fracking, " yang telah menjadi teknik yang biasa untuk meningkatkan pengeluaran dari telaga minyak dan gas asli. Selepas telaga telah dibor ke dalam batu, bendalir (biasanya air bercampur dengan bahan kimia likat) disuntik pada tekanan tinggi, memperluaskan patah dalam dalam batu yang kemudian diisi dengan "agen propping" (biasanya pasir digantung dalam bahan kimia) untuk menyimpan retak dari penutupan sekali tekanan dibebaskan. Retakan yang baru dan lebih luas kemudiannya membolehkan minyak atau gas mengalir lebih bebas ke permukaan, meningkatkan produktiviti sumur.

Fracking diperdebatkan dengan panas untuk beberapa sebab - ia boleh menyebabkan gempa bumi, sebagai contoh, dan merupakan sebahagian daripada pelaburan yang tidak mampan dalam bahan api fosil - tetapi banyak kontroversi telah memfokuskan pada bagaimana ia mempengaruhi bekalan air. Terdapat sedikit data komprehensif yang memperlihatkan berapa banyak fracking chemicals di dalam air bawah tanah, dan syarikat penggerudian tidak dikehendaki untuk mendedahkan apa bahan kimia yang mereka suntikan ke telaga mereka. Namun terdapat anekdot yang melampau - seperti sebuah rumah di Corsica, Pennsylvania, yang meletup pada tahun 2004 disebabkan oleh metana dalam paip airnya, membunuh tiga orang - dan semakin banyak aduan di bandar raya tenaga di seluruh negara. Di Pennsylvania sahaja, terdapat beberapa kes "penghijrahan metana" dalam dekad yang lalu, yang sering menyebabkan gas asli menggelembung keluar dari keran rumah.

Setelah bertahun-tahun menahan tekanan untuk melancarkan fracking, EPA mengumumkan pada tahun 2010 bahawa ia akan melancarkan kajian utama ke atas bagaimana amalan ini memberi kesan kepada bekalan air - sebahagian daripada penambahan agensi yang lebih luas untuk kualiti air AS yang lebih baik, termasuk peraturan yang lebih ketat untuk perlombongan penyingkiran gunung dalam Appalachia. Pada tahun 2015, EPA pada mulanya melaporkan "tiada bukti bahawa fracking secara sistematik mencemarkan air, " walaupun kemas kini pada tahun 2016 menambah bahawa "EPA mendapati bukti saintifik bahawa aktiviti patah hidraulik boleh memberi kesan kepada sumber air minum dalam beberapa keadaan." Lebih banyak penyelidikan masih diperlukan, seorang pegawai EPA memberitahu New York Times pada masa itu.

Kejutan botol

Ada soalan sama ada ia lebih bijak dan selamat untuk hanya minum air botol. (Foto: Daniel Orth / flickr)

Dengan begitu banyak ancaman yang berpotensi dalam air paip, adakah lebih pintar untuk membeli air botol?

Ramai rakyat Amerika sepertinya berfikir begitu sepanjang tahun 1990-an dan awal 2000-an, tetapi kos kewangan dan alam sekitar air botol sekarang dilihat sebagai melampaui peluang tipis untuk diracuni oleh sinki dapur. Untuk satu, air botol sering kali lebih banyak daripada air paip yang dibungkus, kerana banyak syarikat menggunakan sumber air perbandaran yang sama yang membekalkan rumah dan perniagaan. Walaupun syarikat itu memperlakukan air lebih jauh sebelum pembotolannya, kos yang terkumpul membeli botol adalah harga yang curam untuk membayar tidak menjamin air itu lebih selamat. Dan, tentu saja, hujah utama terhadap botol air lebih banyak tentang botol itu sendiri - hampir selalu terbuat dari plastik, mereka tidak biodegrade, dan kecuali jika mereka dikitar semula, mereka menumpuk di tapak pelupusan sampah, sungai, longkang dan pantai, selalunya mencari jalan ke Great Patch Lautan Pasifik Besar (atau patch sampah lain).

Air, air di mana-mana ...

Walaupun air botol telah mendapat pujian kerana menawarkan alternatif gula dan kalori kepada soda di kedai serbaneka dan mesin layan diri, ia memegang sedikit air dalam perbandingan kepala-ke-kepala dengan paip, diberi botol 'kos yang lebih tinggi. Bukan sahaja majoriti air paip di Amerika Syarikat selamat, tetapi penyedia air perbandaran dikehendaki oleh Akta Air Minum Selamat untuk memberikan pelanggan mereka "Hak untuk Tahu" melaporkan bahawa apa yang tercemar di dalam air mereka. Bagi sesiapa yang mengambil berat tentang kualiti air minuman tempatan, itu adalah tempat yang baik untuk bermula.

Sekiranya air tempatan tidak terpakai, penapis air rumah boleh menawarkan pilihan yang lebih lestari daripada botol air. Pelbagai jenis produk boleh didapati, dari penapis keran kecil ke seluruh rumah-reverse-osmosis overhauls. Yang terakhir ini boleh mahal, tetapi sementara pembersih yang lebih kecil oleh syarikat-syarikat seperti Brita atau Pur mungkin tawar-menawar yang lebih baik, penapis mereka mestilah diselenggarakan dengan baik. Mengabaikan mereka boleh membenarkan cendawan berkembang, mengalahkan tujuan cuba membersihkan air keran anda, yang mungkin lebih bersih sebelum ia melewati penapis yang dibasahi.

Nota editor: Artikel ini telah dikemas kini sejak pertama kali muncul pada 23 April 2010.

Kredit imej

Bakteria: Pusat Penyelidikan Pertanian USDA

Arsenik bijih: Encyclopædia Britannica

Radiation trefoil: US Nuclear Regulatory Commission

Artikel Berkaitan