Население Соединенных Штатов неуклонно росло на протяжении десятилетий. Согласно данным испытаний, опубликованным в четверг Агентством по охране окружающей среды (EPA), питьевая вода, потребляемая миллионами американцев из сотен населенных пунктов, разбросанных по всей территории Соединенных Штатов, загрязнена опасными уровнями токсичных химикатов.
Инфраструктура Америки находится в глубоком упадке. В 2021 году Американское общество гражданского строительства поставила мрачную оценку D+ более чем 16 000 очистным сооружениям страны, значительная часть из которых достигла или превысила проектную мощность. Инфраструктура питьевой воды в США получила лишь немногим более высокий рейтинг – оценку C.
За последние 40 лет федеральное финансирование водной инфраструктуры сократилось с 63% до примерно 9%, в результате чего сообщества остались без финансовых ресурсов для модернизации и расширения систем водоснабжения и канализации.
Из-за такого пренебрежения разливы сточных вод и сбои в инфраструктуре ежегодно выбрасывают в поверхностные воды около 900 миллиардов галлонов недостаточно очищенных сточных вод, нанося вред здоровью населения и окружающей среде.
Подключение домашних хозяйств к централизованной канализационной системе не всегда спасает их от нанесения вреда окружающей среде. По оценкам EPA, ежегодно на американских очистных сооружениях происходит от 23 000 до 75 000 случаев переполнения сооружений и сброса неочищенных канализационных стоков. Стоит ли удивляться, что дождливая погода часто вызывает всплеск заболеваний желудка и закрытие пляжей?
Рост количества септиков
Бюро переписи населения США определяет домохозяйство следующим образом: «Домохозяйство включает всех лиц, которые занимают жилую единицу в качестве своего обычного места жительства. Жилищной единицей является дом, квартира, передвижной дом, группа комнат или отдельная комната, которая занята (а если свободна, то предназначена для проживания) как отдельное жилое помещение. Отдельные жилые помещения – это помещения, в которых жильцы живут и питаются отдельно от других лиц в здании и к которым имеется прямой доступ снаружи здания или через общий холл. Жильцами может быть одна семья, один человек, проживающий один, две или более семей, живущих вместе, или любая другая группа связанных или не связанных между собой лиц, которые живут совместно. (Люди, не живущие в домохозяйствах, классифицируются как живущие в групповых помещениях.)».
В 2022 году в США насчитывалось 131,2 миллиона домохозяйств. Это значительный рост по сравнению с 1960 годом, когда в США насчитывалось 52,8 миллиона домохозяйств.
Большинство этих домохозяйств, около 34 процентов, состоят из двух человек. Однако распределение домохозяйств в США с годами изменилось. Процент домохозяйств, состоящих из одного человека, растет с 1970 года и в 2019 году составил вторую по величине долю домохозяйств в США — 28 процентов.
В соответствии с ростом количества домохозяйств, состоящих из одного человека, доля семейных домохозяйств с собственными детьми, проживающими в домохозяйстве, снизилась с 1970 года с 56 процентов до 40 процентов в 2020 году.
Поскольку миллионы людей по всей стране стремятся переехать из «человейников» в арендуемые «сараи», домашние системы очистки сточных вод становятся все более популярными.
Для многих американцев это означает более широкое использование септиков. В этой стране растет число домов с собственной «очисткой» сточных вод, что вызывает обеспокоенность экологов.
По данным AHS за 2017 год, примерно 21 718 000 домохозяйств имеют «септик или выгребную яму». Для сравнения, количество домохозяйств, обслуживаемых общественной канализационной системой, в 2017 году составило 99 571 000 (Бюро переписи населения США, 2017c).
Где живем, там и …
Пятьдесят лет назад США приняли «Закон о чистой воде» с целью обеспечить к 1983 году «пригодную для рыбалки и купания» воду на всей территории США.
Новый отчет Проекта экологической целостности (EIP) показывает, что страна еще далека от этой цели. Фактически, более половины озер и рек страны слишком загрязнены, чтобы купаться, ловить рыбу или пить.
Согласно новому исследованию Геологической службы США, по крайней мере 45% водопроводной воды в стране содержит один или несколько типов химических веществ, известных как пер- и полифторированные алкильные вещества, или ПФАС. Более того, концентрации ПФАС были одинаковыми в общественных системах водоснабжения и в частных скважинах.
Вермонт занимает первое место среди штатов с наибольшим количеством септических систем: их используют колоссальные 55% домохозяйств.Департамент охраны окружающей среды Вермонта (DEC) недавно выпустил Отчет о производительности Вермонтской инициативы по чистой воде за 2020 год. В Вермонте около 60% жителей пьют воду из регулируемых общественных систем водоснабжения, а 40% пьют воду из своих собственных колодцев или источников.
В районах, не обслуживаемых централизованными системами общественной канализации в Соединенных Штатах (U.S.), пользователи обычно полагаются на системы утилизации отходов на месте (US EPA, 2015a).
В США около 25% людей используют септики, говорит Сара Хегер, исследователь программы очистки сточных вод на месте в Центре водных ресурсов Университета Миннесоты. Распространенность септиков варьируется от штата к штату, но домостроители сообщают, что их число растет, говорит она.
«У нас нет потрясающих данных по этому поводу, потому что в последний раз этот вопрос действительно поднимался по всей стране во время переписи 1990 года», — говорит она. «В настоящее время они планируют добавить этот вопрос обратно».
Все больше людей переезжают из городов в сельские районы и вглубь пригородов, где нет инфраструктуры городских канализационных систем. По словам Хегера, прокладка канализации в сельской местности обходится слишком дорого.
«Многие люди живут в часе езды от большого города, и во многих случаях невозможно просто расширить существующую станцию очистки сточных вод или построить новую», — рассказала Сара. Кроме того, большая часть земли, которая могла бы легко соединить этих жителей с очистными сооружениями, уже освоена.
«Очень часто менее затратным вариантом является очистка сточных вод ближе к месту их сбора», — говорит она.
По ее словам, септики создают миниатюрные станции очистки сточных вод на задних дворах людей, и их очистка аналогична. Но в случае септика владелец недвижимости несет ответственность за стоимость и обслуживание.
Фильтрационное дренажное поле — это участок земли, предназначенный для фильтрации жидкости, которая выходит из септика.
К сожалению, многие старые септические системы не соответствуют сегодняшним стандартам. По ее словам, эти устаревшие системы могут воздействовать на поверхностные воды или на верхний слой водоема. «Даже современный погружной септик функционирует не более эффективно, чем выгребная яма, то есть совсем не эффективно», — жалуется эколог.
Она рассказала, что во многих районах со старые системы очистки пропускают фосфор и аммиак в озера, реки и ручьи. В прибрежных регионах неправильная обработка азота из септиков может вызвать цветение водорослей. В последние годы устаревшая десятилетия назад системы сточных вод способствовали цветению воды на озере Эри и в Мексиканском заливе.
Сенаторы США из Иллинойса Дик Дурбин и Тэмми Дакворт в конце июля представили закон, направленный на предотвращение сброса неочищенных сточных вод в Великие озера. По их оценкам, количество сбрасываемых отходов исчисляется десятками миллиардов галлонов ежегодно, как сообщает чикагская общественная телекомпания WTTW.
По ее словам, разные муниципалитеты США используют разные методы отслеживания домашних систем сточных вод и требований к их управлению.
По ее словам, септическая система состоит из резервуара и поля для дренажа почвы, которое помогает очищать сточные воды. Эти дренажные поля спроектированы над уровнем грунтовых вод, который является барьером между поверхностью почвы и местом насыщения грунтовых вод.
Токсичные зеленые водоросли в водохранилище Копко, северная Калифорния.
Даже когда септические системы функционируют наилучшим образом и когда имеется достаточно сухой почвы для фильтрации большинства потенциально вредных патогенов, сточные воды, попадающие в грунтовые воды под дренажным полем, остаются сильно загрязненными азотом. Это касается и выгребных ям.
«Бактериологическая бомба»
В разных частях страны грунтовые воды могут быть неглубокими или глубокими. По словам Хегера, это делает септические системы уязвимыми для повышения уровня моря.
«Мы проектируем наши системы так, что они находятся над неглубокими грунтовыми водами», — говорит она. «Поэтому, если уровень грунтовых вод изменится, это может привести к заражению местности».
По ее словам, в некоторых районах США недостаточно обеспечена очистка сточных вод, например, на юге и в родном штате Хегер, Миннесоте, где действуют прогрессивные экологические нормы.
По ее словам, неправильная очистка сточных вод приводит к распространению болезней, что в последнее время привлекло внимание к проблеме очистки сточных вод.
«У нас все еще есть сообщества и даже отдельные домовладельцы, у которых нет надлежащей очистки сточных вод», — говорит она. «Это очень большая проблема общественного здравоохранения. Это не только экологический вопрос».
Cesspool management
В районах, не обслуживаемых централизованными общественными канализационными системами в Соединенных Штатах (США), пользователи обычно полагаются на системы удаления отходов на месте (US EPA, 2015a).
Системы удаления отходов на месте имеют множество других названий, включая септические системы, локальные системы, децентрализованные системы очистки сточных вод, частные канализационные системы или кластерные системы (US EPA, 2015a).
Выгребные ямы — это подземные отверстия, в которые неочищенные сточные воды сбрасываются непосредственно в землю (Агентство по охране окружающей среды США, 2015b).
Более чем в каждом пятом домохозяйстве в США используйте индивидуальную или групповую систему на месте для удаления своих сточных вод (US EPA, 2015a), большинство из них используются прямые трубы или выгребные ямы, которые сбрасывают отходы непосредственно в близлежащую окружающую среду или грунт (Maxcy-Brown et al., 2021).
Утилизируя, по оценкам, 1,5 миллиона кубометров сточных вод в день по всей стране (Совет по охране грунтовых вод (GWPC), 2017), системы утилизации на местах в США были виновны в загрязнение водных путей, водоносных горизонтов, используемых для питьевой воды, и прибрежных районов, используемых для отдыха и производства продуктов питания (Abaya et al., 2018; Lapointe et al., 1990, 2005; Schaider et al., 2016; Wear, 2019).
Стихийные бедствия и повышение уровня моря усиливают риск того, что эти старые и выходящие из строя системы загрязнят близлежащую окружающую среду болезнетворными микроорганизмами, фармацевтическими препаратами и нитратами, усиливая призывы к смягчению последствий и управлению «горячими точками» (Abaya et al., 2018; Wear and Thurber, 2015).
Отдых на Гавайях, США — секреты
На Гавайях власти признали высокий риск, связанный с плохой очисткой сточных вод. В результате чего примерно 100 000 домохозяйств вынуждены полагаться на системы утилизации отходов на месте (Whittier and El-Kadi, 2014).
Многие из них представляют собой септические системы, которые даже при надлежащем управлении лишь незначительно очищают сточные воды и утилизируют их на полях выщелачивания в густонаселённых районах (Уиттиер и Эль-Кади, 2014).
Однако почти 90 000 являются выгребными ямами, в том числе почти 1400 незаконных выгребных ям большой вместимости (обслуживающих более 20 человек каждая) (Parachi, 2020).
Выгребные ямы обладают гораздо более высоким потенциалом нанесения вреда качеству воды и здоровью человека, чем другие системы удаления отходов на месте, особенно когда они находятся в плохом состоянии или не обслуживаются, как в случае с Гавайями (Babcock et al., 2014).
На Гавайях выгребные ямы ежедневно сбрасывают в землю 200 тысяч кубометров (53 миллиона галлонов) неочищенных сточных вод (Министерство здравоохранения, Северная Каролина). Имеется достаточно доказательств того, что сточные воды из этих систем достигают грунтовых вод и береговых линий (Abaya et al., 2018; Amato et al., 2016; Glenn et al., 2013; Kirs et al., 2017).
В то время как в большинстве случаев накопление азота является основной причиной попадания сточных вод в грунт (Harris, 1995; Schneeberger et al., 2015), наличие вулканических лавовых трубок на Гавайях облегчает перенос патогенов в водоносные горизонты и на побережье из внутренних систем утилизации, где они могут загрязнять питьевые воды и воду для купания (Halliday, 2003).
Почти вся (99%) питьевая вода в штате добывается из подземных вод (USGS, 2016), а побережья предоставляют продукты питания и возможности для отдыха, среди прочих услуг, которые поддерживают местное благополучие и экономику (Bremer et al., 2015; Peng and Oleson, 2017; Pleasant et al., 2014), таким образом, риск заражения является острым.
