Войти
Сток верхнего слоя почвы с фермы, центральная Айова, США (2011 г.). Загрязнение воды в Соединенных Штатах - это растущая проблема, которая стала критической в XIX веке с развитием механизированного сельского хозяйства, горнодобывающей промышленности и промышленности, хотя недавнее регулирование резко снизило загрязнение воды по всей стране. Обширная индустриализация и быстрый рост городов усугубили загрязнение воды, поскольку отсутствие регулирования допускало сброс сточных вод, токсичных химикатов, питательных веществ и других загрязнителей в поверхностные воды.
В начале 20 века общины начали устанавливать системы очистки питьевой воды, но контролировали основные источники загрязнения - бытовые сточные воды, промышленность и - сельское хозяйство эффективно не рассматривалось в США до конца 20 века. Эти источники загрязнения могут повлиять как на грунтовые воды, так и на поверхностные воды. Множественные инциденты, вызывающие загрязнение, такие как разлив шлама летучей золы Kingston Fossil Plant (2008) и разлив нефти Deepwater Horizon (2010), оказали длительное воздействие на качество воды, экосистемы и общественное здравоохранение в Соединенных Штатах.
Многие решения проблемы загрязнения воды в Соединенных Штатах могут быть реализованы для сокращения загрязнения воды. Сюда входят очистка городских сточных вод, сельскохозяйственных и очистка промышленных сточных вод, эрозия и контроль отложений, а также контроль городской сток. Непрерывное осуществление мер по предотвращению, контролю и очистке загрязнения используется для достижения цели поддержания качества воды в пределах уровней, установленных федеральными и государственными постановлениями. Однако многие водные объекты по всей стране продолжают нарушать стандарты качества воды в 21 веке.
Мертвая зона в Мексиканском заливе. С момента принятия 1972 года Закона о чистой воде (CWA), уровни загрязнения воды в Соединенных Штатах, как правило, резко снизились, в результате чего водные пути стали намного чище.
Однако более половины ручьев и рек в США продолжают нарушать федеральные стандарты качества воды. Обследования озер, прудов и водохранилищ показали, что около 70 процентов были повреждены (измерено на основе площади поверхности), и чуть более 70 процентов береговой линии страны и 90 процентов обследованных океанов и прибрежных районов также были повреждены.
Сельское хозяйство, промышленность, городские стоки и другие источники продолжают сбрасывать отходы в поверхностные воды по всей стране. Это создает огромные риски для окружающей среды и здоровья, поскольку эти источники воды используются в качестве питьевой воды и для сельскохозяйственных нужд.
Хотя CWA внесла положительный вклад в состояние поверхностных вод в Соединенных Штатах, закон не полностью регулирует все аспекты загрязнения. Многие думают, что Конгресс должен пересмотреть или расширить закон, чтобы устранить эти проблемы и пробелы в регулировании. В то время как CWA был эффективен в борьбе с загрязнением из точечных источников (где сброс обычно происходит через трубу или канаву и ответственность за смягчение последствий проста), он не был столь же эффективным в отношении неточечных источников (где сбросы являются диффузными и лечение / профилактика может быть технически сложным или очень дорогостоящим).
Загрязнение воды может происходить как в поверхностных, так и в грунтовых водах. Основными причинами загрязнения воды в США являются разливы городских сточных вод, городские стоки, промышленное загрязнение и сельскохозяйственное загрязнение. Несмотря на негативное воздействие загрязнения воды на здоровье и экосистему, существуют решения, позволяющие лечить и снижать уровни загрязнения водоемов.
Поверхностные воды состоят из всех видов видимых водных источников, таких как океаны, озера и реки. В настоящее время значительный процент поверхностных источников пресной воды в Соединенных Штатах загрязнен. Это представляет огромную угрозу для американских источников воды, потому что более 60% воды, используемой в Соединенных Штатах, поступает из этих источников пресной воды. Большинство случаев заражения пресной воды является результатом загрязнения питательными веществами, которое является результатом попадания сельскохозяйственных отходов и удобрений в источник воды и приводит к образованию токсичных зон с низким уровнем кислорода.
подземных вод Это осадки, которые собираются в пористых пространствах глубоко под землей, которые называются водоносными горизонтами. Люди могут получить доступ к воде, которая собирается в водоносном горизонте, построив колодцы, чтобы перекачивать воду на поверхность для использования. Около 40% питьевой воды в Америке поступает из подземных источников. Когда загрязнители попадают в водоносные горизонты, загрязнение распространяется, исключая возможность использования водоносного горизонта для питьевой воды. Загрязнение грунтовых вод часто является результатом проникновения химических веществ, проникающих через почву в водопровод, таких как пестициды и удобрения. Другие причины загрязнения грунтовых вод включают бензин, нефть, дорожные соли, отходы септических резервуаров или утечки со свалок.
Точечные источники загрязнения воды Точечный источник Загрязнение происходит, когда загрязнение воды происходит из одного источника. Точечные источники могут включать протекающие септики, разливы нефти, захоронение отходов или очистные сооружения. Чтобы предотвратить загрязнение из точечных источников, Закон о чистой воде регулирует, что может сбрасываться в водоем, требуя, чтобы каждое предприятие получило разрешение Национальной системы устранения сбросов загрязнителей (NPDES).
Загрязнение из неточечных источников происходит, когда загрязнение происходит из нескольких различных источников. С этим типом загрязнения очень сложно бороться, поскольку первоначальный источник (и) может быть трудно идентифицировать. Загрязнение из неточечных источников является наиболее распространенным типом загрязнения, потому что по мере того, как осадки стекают с земли на пути к различным источникам воды, они становятся загрязненными загрязняющими веществами из окружающей местности. Эти источники включают загрязняющие вещества, связанные с сельским хозяйством, городской сток или дренаж. CWA не разрешает выдачу разрешений NPDES для неточечных источников,
Трансграничное загрязнение воды происходит, когда загрязнение в водах одной страны распространяется и наносит ущерб окружающей среде или воде другой страны. поставка. Трансграничное загрязнение может распространяться через реки или океанские течения.
Завод по рекультивации воды Hyperion обслуживает Лос-Анджелес город с пригородами Исторически городские сточные воды были основным источником загрязнения воды в Соединенных Штатах. Отсутствие надлежащей очистки сточных вод привело к загрязнению многих водных объектов по всему округу. Бытовые сточные воды стали широко распространенной проблемой с началом промышленной революции в 19 веке, роста населения и усиления урбанизации. В начале 20 века в большинстве общин не было очистных заводов или свалок отходов. В некоторых городах были построены канализационные трубы, по которым сточные воды направлялись к близлежащей реке или прибрежным районам, но без какой-либо обработки сточных вод, вместо этого сточные воды сбрасывались непосредственно в воду. Первые очистные сооружения были построены в конце 19-го и начале 20-го веков в Соединенных Штатах и, как правило, не полностью обрабатывали отходы.
Обширное строительство новых и модернизированных систем очистки сточных вод после прохождения 1972 года. Закон о чистой воде значительно сократил муниципальные стоки. С 1980-х годов вторичное лечение было национальным стандартом для муниципалитетов. Некоторые отдельные системы продолжают вызывать локальные проблемы с качеством воды из-за устаревших или протекающих трубопроводов и систем сбора, что приводит к комбинированным переливам канализации и переливам санитарных канализаций. Плохое содержание канализационной инфраструктуры приводит к загрязнению в результате утечек и способствовало получению от Американского общества инженеров-строителей степени «D» для инфраструктуры сточных вод Америки. В то время как все бытовые сточные воды в настоящее время очищаются по всей стране, утечки и разливы городских сточных вод представляют собой серьезную проблему, поскольку сточные воды переносят такие заболевания, как сальмонелла, гепатит и многие другие инфекционные заболевания, от которых ежегодно заболевают около 3,5 миллионов американцев.
Автостоянки, дороги и здания являются основными источниками городского стока Исследования водных ресурсов в конце 1970-х и 1980-х годах показали, что ливневые стоки были значительной причиной ухудшения качества воды во многих частях США. Увеличение застройки по всей стране - как в городах, так и в пригородах - привело к увеличению непроницаемых поверхностей (парковок, дорог, здания, уплотненный грунт ), который вызывает повышенный поверхностный сток во время влажной погоды.
Развитие новых дорог и гладких покрытий привело к тому, что загрязненные воды легко впадают в близлежащие реки, озера и океаны по всей территории США. Эти мощеные поверхности и дороги не позволяют воде проникать в землю и вместо этого позволяют воде свободно течь по тротуару, собирая химикаты, удобрения, пестициды и многие другие загрязнители, вызывающие загрязнение воды в водоемах. в США.
Первые признаки загрязнения промышленными отходами в США существовали с 1870-х годов, и их количество увеличивалось по мере того, как промышленная революция распространилась по всей территории Соединенных Штатов. и его воздействие на окружающую среду наблюдались чаще. Промышленные отходы являются источником токсичных загрязнителей и химикатов и могут иметь пагубные последствия для экосистем и здоровья населения, если сбрасываются непосредственно в поверхностные воды.
Сброс с бумажной фабрики в Джей, штат Мэн, в 1973 году Исторические отчеты о ранней промышленной деятельности в США дают общее описание видов образовавшихся отходов. Горнодобывающая промышленность (уголь, металлы, полезные ископаемые), железо кузницы и доменные печи были одними из первых отраслей в США, которые породили трата. В конце 18 - начале 19 веков отходы горных работ попадали в реки и ручьи, а в железных цветниках и печах для охлаждения использовалась вода. Эти отрасли промышленности были относительно небольшими предприятиями, производящими небольшое количество продукции, а сточные воды, которые они сбрасывали в реки и ручьи, были пропорционально разбавленными. Однако по мере роста фабрик в 19 веке росло и количество производимого загрязнения. В начале 19 века внедрение паровых двигателей как в горнодобывающей, так и в обрабатывающей промышленности (например, текстиль ) значительно увеличило производительность, а более широкое использование двигателей привело к увеличению объемов нагреваемых вода (тепловое загрязнение ). Повышение производительности, наряду с введением в строй железных дорог в 1830-х и 1840-х годах, что увеличило общий спрос на уголь и полезные ископаемые, привело к дополнительному образованию отходов.
Объемы и концентрация промышленных отходов значительно увеличились в середина 19 века во многих сферах бизнеса, включая горнодобывающую промышленность. Растут отходы горнодобывающей промышленности, причем не только от угольных и минеральных шахт на востоке и юге, но и от добычи золота, серебра и других металлов на недавно развивающемся западе.
Начало второй промышленной революция середины и конца 19 века привела к появлению в США новых видов тяжелой промышленности, в результате чего образовались большие объемы и новые виды отходов. Эти отрасли включают:
Промышленная экспансия продолжалась и в 20-м веке, включая крупномасштабное расширение производства бумажных изделий, которое производило дополнительные виды и количество отходов.
Сегодня промышленное загрязнение вызывается сбросами и выбросами промышленных предприятий, которые продолжают загрязнять поверхностные воды по всей стране. Многие производственные процессы образуют сточные воды, способствуя загрязнению воды в реках, озерах и океанах. В 2015 году Агентство по охране окружающей среды (EPA) США обнаружило, что электростанции, работающие на ископаемом топливе, в частности, угольные электростанции, вносят наибольший вклад в промышленное загрязнение воды. EPA обнаружило случаи, когда электростанции сбрасывали токсичные загрязнители, такие как ртуть, мышьяк и свинец, в поверхностные воды. Продолжение химического сброса промышленных объектов играет ключевую роль в загрязнении воды сегодня в США. По данным EPA, загрязнение воды промышленными объектами является причиной загрязнения воды в более чем 10 000 миль рек и более чем 200 000 акров озер, прудов и эстуариев по всей стране.
Сбросы и химические вещества от сельского хозяйства в значительной степени способствуют загрязнению воды в США, поскольку дождевая вода течет через поля и попадает в водоемы. Внесение химических удобрений, сбор навоза и использование химикатов, используемых фермерами, приводит к образованию азота и фосфора. При смыве с сельскохозяйственных полей азот и фосфор, содержащиеся в удобрениях, могут вызывать эвтрофикацию водоемов. Эвтрофикация приводит к цветению водорослей, которые истощают кислород в водоемах, что приводит к появлению мертвых зон, где жизнь больше не может поддерживаться. Чрезмерное или неправильное использование удобрений, пестицидов и различных типов химикатов в сельском хозяйстве способствует загрязнению воды и в настоящее время является третьим по величине источником загрязнения воды в озерах, вторым по величине источником загрязнения воды на водно-болотных угодьях и основным источником загрязнения. в устьях рек и грунтовых водах.
К другим видам деятельности, способствующим загрязнению воды, относятся:
Городские сточные воды (сточные воды ) состоит из отходов жизнедеятельности человека и других бытовых отходов. В Соединенных Штатах Америки ежедневно собирается около 34 миллиардов галлонов сточных вод, которые направляются на очистные сооружения. Сточные воды собираются через комбинированные коллекторы, которые используются для сброса бытовых и ливневых вод, или в отдельные бытовые коллекторы. Установки для очистки сточных вод включают в себя процессы физического удаления, такие как фильтры и отстойники, а также биологические процессы для удаления органических веществ и патогенов из воды. Очистные сооружения предъявляют строгие требования к разрешениям, чтобы гарантировать, что их сбросы не причинят вреда окружающей среде или здоровью населения. На некоторых предприятиях усовершенствованы процессы очистки для контроля загрязнения питательными веществами перед сбросом.
Сельскохозяйственные стоки являются одной из основных причин загрязнения воды в Соединенных Штатах. Финансирование из грантов на чистую воду доступно фермерам для реализации проектов по контролю за сельскохозяйственным загрязнением до того, как оно попадет в источники воды. Методы минимизации и сдерживания загрязнения воды от сельского хозяйства в Соединенных Штатах включают меры по водосбору, управление питательными веществами, покровные культуры, буферные зоны, управление отходами животноводства и управление дренажем. Буферы - это небольшие полоски земли, покрытые растениями, которые способны удалять загрязнители, такие как азот, фосфор и отложения, перед сбросом в водоем. Для удаления этих загрязняющих веществ из сельскохозяйственных стоков используются как буферные, так и растительные покровы.
Противоиловые заграждения используются для борьбы с отложениями. Эрозия и контроль наносов - это методы, используемые для смягчения воздействия загрязнение донными отложениями в водных путях. Самый распространенный и эффективный метод борьбы - это растениеводство, которое увеличивает почвенный покров и стабилизирует склоны. Без надлежащих методов стабилизации почвы осадки могут вызвать вымывание большого количества отложений в водоемы, создавая проблемы с проникновением солнечного света и видимостью. Дополнительные меры по борьбе с загрязнением включают противоиловые заграждения, противоэрозионные маты и восстановление береговой линии.
Городские районы влияют на качество воды, увеличивая объем стоков и загрязняющих веществ. Одним из решений для уменьшения стока является строительство новых поверхностей с проницаемыми брусчатками, которые позволяют дождевой воде проходить через поверхность в подземные водоносные горизонты и уменьшать количество городских стоков. Кроме того, правильное использование и хранение бытовой химии имеют решающее значение для уменьшения случаев разливов, загрязняющих местные водные пути.
Нефть из Deepwater Horizon разлив нефти приближается к побережью города Мобил, штат Алабама, 6 мая 2010 г. Разлив нефти Deepwater Horizon считается крупнейшим разливом нефти на море в истории нефтяной промышленности. Инцидент начался 20 апреля 2010 года, когда полупогружная BP нефтяная вышка взорвалась в Мексиканском заливе примерно в 41 милях от побережья Луизианы. Взрыв привел к сбросу от 1 000 до 60 000 баррелей нефти в день. Ликвидации потребовалось 87 дней, чтобы остановить разлив, после чего буровая установка вылила в Залив примерно 3,19 миллиона баррелей нефти. Более 1000 миль береговой линии в Мексиканском заливе, от Техаса до Флориды, были затронуты разливом Deepwater Horizon.
Членов экипажа, присутствовавших во время разлива нефти Deepwater Horizon 11 человек погибли и 17 получили серьезные ранения. Кроме того, частота ураганов в Персидском заливе делает последствия длительного воздействия на людей более применимыми, поскольку эти штормы способны переносить сырую нефть на мили океана к берегу. Согласно исследовательской статье из LSU, «ущерб, нанесенный тем, кто жил в присутствии сырой нефти в течение последних 10 лет, вероятно, будет постоянным, поскольку хроническое воздействие приводит к увеличению риска рака, сердечно-сосудистые заболевания и респираторные проблемы. ”Воздействие нефти и ее респираторные эффекты также были проанализированы в исследовании береговой охраны персонал направлен на ликвидацию разлива. В статье 54,6% респондентов заявили, что они подвергались воздействию сырой нефти, и 22,0% заявили, что подвергались воздействию диспергаторов нефти. Из почти 5000 сотрудников, прошедших опрос, 19,4% испытывали кашель, 5,5% испытывали одышку и 3,6% испытывали хрипы. Исследование также показало, что воздействие как нефти, так и диспергаторов нефти вызвало ассоциации, которые были намного сильнее, чем одна только нефть, для различных респираторных симптомов.
На береговой линии северо-востока Мексиканского залива находится около 60 человек. процент прибрежных и пресноводных болот в Соединенных Штатах. Болотная среда обычно имеет стоячую воду, что делает ее одним из наиболее уязвимых мест обитания для разливов нефти. Без естественного механизма очистки, который обеспечивает проточная вода, нефть способна покрывать болотную растительность на более длительные периоды времени, разрушая питомники, которые затем воздействуют на множество взаимосвязанных видов. В Мексиканском заливе также обитает 22 вида морских млекопитающих. Из них до 20 процентов всех морских черепах Кемпс Ридли, присутствовавших во время разлива, в конечном итоге погибли, а популяция луизианского дельфина афалина сократилась на 50 процентов. Однако, поскольку разлив нефти BP произошел за много миль от любой суши, он не нанес столь серьезный ущерб экосистемам на берегу, как другие разливы нефти. Тем не менее, места обитания на берегу все еще были обнажены через шары смолы, которые собирались вместе и вымывались на пляжах, оказывая воздействие на местную дикую природу. Кроме того, относительно неизвестны последствия, которые дрейф нефтяных шлейфов оказал на глубоководную экосистему.
В декабре 2010 г. США подали жалобу в районный суд на BP и несколько других ответчиков, связанных с разливом. Жалоба привела к рекордному урегулированию спора: взыскание штрафа в соответствии с Законом о чистой воде в размере 5,5 миллиардов долларов США и до 8,8 миллиардов долларов в виде ущерба природным ресурсам. Однако к 2015 году, BP успешно восстановила большую часть из 40 миллиардов долларов, потерянных в рыночной стоимости после разлива. Такое восстановление объяснялось тем, что компания продолжала разведку новых нефтяных ресурсов, несмотря на аварию. В период с 2011 по 2013 год количество нефтяных вышек BP в Мексиканском заливе увеличилось вдвое, и они начали инвестировать 1 миллиард долларов в возможности на Аляске в 2015 году. С другой стороны, в статье 2015 года из NPR показано, как рыбацкие города на побережье Мексиканского залива все еще ощущают вредные последствия разлива нефти. В интервью устрицу из Алабамы он заявляет, что «бизнес все еще находится в затруднительном положении... из-за отсутствия производства устриц... Я возлагаю вину за это на разлив нефти». Рыбак продолжает описывать, как устричные рифы у побережья Луизианы не производили так, как должны, после разлива.
Загрязнение воды в городе Вобурн, Массачусетс получило общественное признание в судебном иске 1984 года, поданном семьями детей в Уобурне, умерших от лейкемии необычно необычно. высокие числа. Семьи приписали лейкоз загрязненной питьевой воде в городе, которая была загрязнена за 150 лет работы промышленности, в первую очередь токсичными соединениями, используемыми кожевенными фабриками в этом районе.
Разлив угольной пульпы округа Мартин произошел 11 октября 2000 г., когда угольная суспензия проникла в заброшенную шахту и отправила около 306 миллионов галлонов навозной жижи. в реку Буксир. Разлив загрязнил 200–300 миль Большой Сэнди-Ривер и водопровод для более чем 27 000 жителей.
22 декабря 2008 года на Кингстонском заводе по производству ископаемых в округе Роан, штат Теннесси и выпустила 1,1 миллиарда галлонов шлама летучей золы в реку Эмори. Это был самый крупный выброс летучей золы и самая страшная катастрофа, связанная с угольной золой, в истории США.
Аварийные хвостохранилища, построенные в ответ на разлив на руднике Голд Кинг в 2015 году, на фото 7 августа 5 августа 2015 г. рабочие на руднике Gold King Mine в Сильвертон, Колорадо выпустили 3 миллиона галлонов токсичных сточных вод при попытке добавить кран в хвостохранилище . для шахты. Сточные воды содержали небезопасные уровни тяжелых металлов, при этом некоторые участки реки испытывали сотни раз превышающие допустимые пределы.
В конце 19 века федеральное правительство уделяло мало внимания тому, что считалось местными проблемами окружающей среды и здоровья. Единственным федеральным законодательством, направленным на борьбу с загрязнением воды в то время, был Закон о реках и гаванях 1899 года. В законе 1899 года Конгресс запретил сброс «мусора» - мусора, который мешал судоходству, - но другие формы загрязнения (например, сточные воды, пищевые отходы, химические отходы, разливы нефти) не рассматривались. В 1924 году для решения проблемы разливов нефти в гаванях Конгресс принял Закон о загрязнении нефтью. Закон предусматривал штрафы в случае разливов нефти, но они применялись только к судам в прибрежных водах. В 1930-х и 40-х годах были созданы государственные советы по водным ресурсам для мониторинга некоторых аспектов качества воды.
Закон о чистой воде 1972 года (CWA) был первым актом такого рода, который установил широкую нормативную базу для улучшения качества воды в Соединенных Штатах. CWA определяет процедуры контроля загрязнения и разработки критериев и стандартов для загрязнителей в поверхностных водах. Закон уполномочивает Агентство по охране окружающей среды регулировать загрязнение поверхностных вод в США в сотрудничестве с государственными агентствами. До 1972 года было разрешено сбрасывать сточные воды в поверхностные воды без проверки или удаления загрязнителей воды. В 1981 и 1987 годах в CWA были внесены поправки, касающиеся строительства муниципальных водоочистных сооружений, регулирования сбросов муниципальных ливневых сточных вод и последующего создания Государственного оборотного фонда чистой воды, который предоставляет штатам субсидии для улучшения муниципальных систем очистки сточных вод и финансирования. другие улучшения качества воды.
Согласно CWA, Национальная система устранения сбросов загрязняющих веществ (NPDES ) регулирует разрешения на сбросы в водоемы. Эта система требует, чтобы каждый загрязнитель подал заявку на получение специального разрешения на сброс сточных вод, что привело к необходимости в процессах очистки промышленных сточных вод, поскольку сбросные воды больше не могли сбрасываться без очистки. Разрешение также включает требования к мониторингу и отчетности, которые позволяют EPA оценивать общие объемы загрязняющих веществ, попадающих в водный путь. Однако более пятидесяти процентов рек в Соединенных Штатах по-прежнему нарушают стандарты загрязнения, установленные CWA. CWA и NPDES составляют основу регулирования для контроля загрязнения поверхностных вод в Соединенных Штатах. Для каждого штата существует дополнительное регулирование, позволяющее вводить более строгие нормы для охраняемых водных объектов. Дополнительные правила могут быть приняты для ограничения загрязнения, которое происходит из неточечных источников, таких как сельское хозяйство. Эти неточечные источники являются причиной задержки результатов CWA.
Некоторые экономисты сомневались, был ли закон 1972 г. достижение обещанных результатов в виде более чистых рек и озер, а также превышение выгод для общества. Правительство Соединенных Штатов потратило более одного триллиона долларов на борьбу с загрязнением воды. Конгресс CWA объявил, что воды страны должны быть свободны от загрязняющих веществ к 1983 году, всего через одиннадцать лет после принятия закона. В целом с 1972 года качество воды по всей стране улучшилось, но не все загрязнения были устранены. В период с 1972 по 2001 год число водных путей, безопасных для рыбной ловли, увеличилось на 12 процентов. Данные, подтверждающие этот вывод, ограничены; только 19 процентов водных путей США были проверены на загрязнение.
