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正值世界水周在斯德哥爾摩慶祝其21週年之際,紐約市距離啟用世界最大的紫外線 (UV) 飲用水消毒廠還有兩個月的時間。 一旦啟動,該設施的 56 個巨型紫外線裝置將中和來自該市主要水源——特拉華縣和卡茨基爾流域的所有飲用水中的水傳播病原體。 該設施每天將處理多達 90 億升的水,為多年來一直應用的氯處理增加第二層衛生保障。
特拉華-卡茨基爾流域位於大都市以北 160 公里處,歷史上不需要過濾或多種消毒方法。 然而,近年來美國環境保護署 (EPA) 更嚴格的法規以及過去十年中這些水體周圍不斷增加的開發,促使該市增加更多保護措施,以防範潛在的致病微生物。
新的、耗資 16 億美元的卡茨基爾-特拉華紫外線消毒設施——建於曼哈頓以北約 50 公里處,佔地 62 公頃,位於紐約州威徹斯特縣芒特普萊森特鎮和格林堡鎮——計劃於 10 月 29 日投入使用。 當水流經其每個 1.51 億升的消毒裝置時,紫外線將改變隱孢子蟲、賈第鞭毛蟲和其他水傳播病原體的 DNA,使其無法複製。 這些微生物的爆發會引起噁心、痙攣、腹瀉甚至更嚴重的疾病。
水流管道連線到 7200 公斤矩形不鏽鋼紫外線消毒反應器的兩端,每個反應器長約 5.8 米,寬 1.7 米,高 2.3 米。 水以大約每秒 1.5 米的速度流過每個反應器,在距離該裝置的 210 個紫外線燈管幾釐米的範圍內透過。 預計整個卡茨基爾-特拉華設施在水流量最大時將使用高達 6.3 兆瓦的電力。 據建造該設施的達納赫公司全資子公司 Trojan Technologies, Inc. 稱,在通常情況下,當水流量約為 50 億升時,能源消耗不應超過 4.5 兆瓦。
Trojan 的運營規模將使舊金山公用事業委員會的 特斯拉處理廠相形見絀,後者於 2011 年 7 月開放。 該耗資 1.14 億美元的專案是加州最大的紫外線水消毒設施,每天為海灣地區處理來自優勝美地國家公園赫奇赫奇水庫的多達 12 億升的水。
2006 年,EPA 開始要求未經過濾的地表水處理系統(包括為紐約市提供飲用水的系統)對其飲用水進行過濾,或安裝除氯處理之外的其他微生物屏障。 該市的紫外線替代方案是建造一個成本更高的過濾設施(pdf),該設施使飲用水透過一系列多孔材料——通常是沙子、礫石和木炭層——幫助去除微小的化學物質、有害物質和毒素。
鑑於氯處理和紫外線處理都不能單獨減輕飲用水的所有威脅,因此 EPA 的要求是合理的。 隱孢子蟲對氯具有高度抵抗力,而紫外線已被證明能有效控制這種寄生蟲。 另一方面,腺病毒對紫外線消毒具有極強的抵抗力,但可以使用氯殺死。
北卡羅來納大學教堂山分校環境科學與工程學教授兼該校環境微生物實驗室主任 馬克·索布西 表示,儘管腺病毒通常不在地表水儲存庫中發現,但由於人口增長和這些地區開發活動的增加,紐約的流域並非完全沒有風險。 他補充說:“我們必須假設腺病毒有可能透過人類糞便汙染(例如可能排放到某些水域並最終進入水庫的化糞池汙水)進入這些水源。”
索布西說,好訊息是——憑藉新的紫外線設施以及所有市政和社群飲用水供應都必須使用化學消毒劑的要求,腺病毒汙染城市供水的任何風險都可以忽略不計。