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May 29, 2023

Las restricciones y los contaminantes emergentes se suman a los desafíos del tratamiento del agua de AZ

Publicado: 18 de mayo de 2023 Escuche esta historia Su navegador no soporta la

Publicado: 18 de mayo de 2023

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Monitorear, probar y limpiar el agua potable de Arizona es una tarea gigantesca. El Departamento de Calidad Ambiental de Arizona (ADEQ) regula 1500 sistemas de agua en todo el estado, desde algo tan grande como la red municipal de Phoenix hasta algo tan pequeño como una gasolinera del condado de Mohave.

"Nuestra responsabilidad es asegurarnos de que esos sistemas de agua tomen muestras regularmente para detectar contaminantes del agua", dijo Trevor Baggiore, director de la División de Calidad del Agua de ADEQ.

Esa división ayuda a garantizar que los sistemas públicos de agua cumplan con los estándares de agua potable segura de la EPA para alrededor de 90 microbios, sustancias químicas y partículas radiológicas. Pero la EPA no puede establecer estándares hasta que la investigación esté lista, si es así.

"La ciencia en torno a los contaminantes emergentes evoluciona continuamente", dijo Baggiore.

Entonces, ¿podría, o lo hace, el tratamiento de agua de Arizona hacer frente a los contaminantes emergentes?

Treavor Boyer, profesor de la Escuela de Ingeniería Sostenible y Medio Ambiente Construido de ASU, y presidente del programa de ingeniería ambiental de la escuela, tiene sus dudas.

"En realidad, no está diseñado para eliminar los sólidos disueltos totales; no está diseñado para eliminar elementos como el nitrato; no está diseñado para eliminar productos farmacéuticos; no está diseñado para eliminar PFAS", dijo, refiriéndose a las sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas, los "químicos para siempre" sintéticos que se utilizan en muchos productos antiadherentes, resistentes a las manchas y resistentes al agua.

Dicho de otra manera: el tratamiento y la detección siempre estarán a la zaga de la industria, y podría llevar años comprender el impacto de lo que las plantas no eliminan.

Y las plantas de tratamiento de agua ya se enfrentan a más que suficientes contaminantes.

Una mirada a una de las muchas salas de monitoreo de la planta de tratamiento de agua de 24th Street revela cuadros, gráficos y transmisiones de cámaras que cubren todo, desde el equilibrio químico hasta el clima, la seguridad y los posibles desbordamientos e inundaciones.

El centro de monitoreo central de la planta se llama sala del operador. El de la calle 24 cuenta con todas las necesidades: lavabos de muestra, herramientas de prueba y peces de colores.

"De hecho, tenemos peces dorados en el agua cruda que nos alertarían si hubiera algún tipo de contaminación o algo en el canal", dijo el supervisor de la instalación de agua Jeremy Smithson, quien llevó a los reporteros de KJZZ News a un recorrido por la planta.

Los peces dorados son canarios de minas de carbón ideales para detectar contaminación, especialmente porque pueden sobrevivir en agua cargada de sedimentos de grandes lluvias, deshielo o incendios forestales. Dichos eventos suelen afectar los ríos Salt y Verde que alimentan esta planta.

Los ríos son los grandes recolectores: limo y tierra, cenizas y algas, microbios y lodo, y químicos peligrosos y retardadores de fuego los cargan, causando nubosidad o turbidez, que los científicos miden en NTU (Unidades Nefelométricas de Turbidez, una medida de la luz dispersada por partículas en una muestra).

Durante eventos pico como incendios forestales e inundaciones, las turbiedades que fluyen hacia la planta han alcanzado alrededor de 4000 NTU. A modo de comparación, cualquier valor superior a 100 NTU es muy alto y, si se permite que persista demasiado tiempo, puede presentar riesgos graves para la vida en lagos y ríos. Los estándares de la EPA exigen que el agua tratada alcance muy por debajo de 1 NTU.

La turbiedad también interfiere en los procesos de tratamiento del agua, por lo que las plantas ofrecen estímulos químicos para eliminarla: en este caso, cloruro férrico y polímero coagulante C-308. Los polímeros son largas cadenas repetitivas de moléculas que, entre otras cosas, dan estructura a las hebras fibrosas, desde la seda hasta la celulosa.

"El cloruro férrico, que se adherirá a todos los compuestos orgánicos o la suciedad, y luego el polímero entra como una telaraña gigante, atrapa todo eso y ayuda a asentarse", dijo Smithson.

La mayoría de los tratamientos de aguas subterráneas se saltan este paso, ya que los pozos contienen principalmente cosas que se disuelven, como el azúcar en el café, en lugar de estar suspendidas, como la fruta en un batido.

"Entonces, desea seleccionar diferentes procesos, porque las aguas subterráneas y superficiales son diferentes", dijo Boyer. "Y luego, las reglas de la EPA y las reglas estatales también tratan las aguas subterráneas y superficiales de manera diferente".

La riqueza mineral de Arizona llenó sus arcas y revistió su capitolio en cobre. Pero también puede filtrar arsénico o uranio en las aguas subterráneas, que también es más probable que contenga PFAS.

"Debido a la forma en que se usa el químico en la superficie terrestre, se ve que aparece en las aguas subterráneas en muchos lugares del estado", dijo Boyer.

Un problema más común para el agua subterránea es la dureza causada por el calcio y el magnesio.

Ya sea agua subterránea o superficial, las plantas generalmente la suavizan antes de tratarla o enviarla a los clientes.

"Si usamos agua potable regular, entonces el cáustico comenzará a reaccionar con esa agua natural", dijo Smithson.

"Cáustico" es un apodo para lejía o hidróxido de sodio. Lye no es solo para hacer jabón y pretzels; puede ayudar a coagular las partículas y potenciar la desinfección con cloro al equilibrar el pH del agua. Una acidez o alcalinidad desequilibrada puede afectar el aspecto, el sabor y el olor del agua y puede dañar las tuberías.

El personal de la planta a veces también usa cal para equilibrar el pH, lo que no debería sorprender a los jardineros.

Si parece que el tratamiento del agua implica arrojar un montón de cosas aterradoras para sacar otras cosas aterradoras, lo hace. Pero las plantas están altamente reguladas y monitoreadas de cerca. Los químicos verifican los productos químicos, el carbono orgánico y otros factores que pueden afectar las operaciones o dañar la salud.

"Probamos el agua sin tratar que entra del canal; la probamos en un par de puntos de muestreo diferentes dentro de la planta; y luego el producto final que sale", dijo Kelly Smith, química de la planta de 24th Street.

Al final, lo que entra debe salir, aunque las plantas difieren en los métodos y tecnologías que utilizan. En Deer Valley, la presión fuerza al agua a través de los filtros de arena, donde las colisiones, las difusiones y las atracciones electromagnéticas hacen que las partículas se adhieran a los granos de arena.

Tales plantas cuentan con una huella más pequeña y una mayor velocidad. Pero Smithson dice que la rapidez funciona en ambos sentidos: cuando algo sale mal, deja menos tiempo para reaccionar.

"Ese es un proceso muy sensible; puedes perder cosas muy rápido, porque todo está destinado a acelerarse muy rápido y llevarte al producto final más rápido", dijo.

En comparación, la planta de 24th Street es bastante a prueba de balas: la sedimentación lenta impulsada por la gravedad se desarrolla a lo largo de una cadena de tanques inclinados equipados con rastrillos colectores sumergidos, que guían el lodo hacia los sumideros. Por supuesto, hay una compensación: un flujo tan lánguido deja suficiente tiempo para que crezcan las algas durante la estación cálida. La planta lo combate con sulfato de cobre, un herbicida común.

"Por lo general, comenzamos alrededor del 1 de abril hasta fines de octubre", dijo Smithson. "Eso realmente mantiene nuestros filtros limpios".

Los sólidos eliminados pasan a través de una centrífuga, un ciclo de centrifugado con esteroides que exprime el agua restante, y luego se transportan en camiones al Vertedero de la Ruta Estatal 85 cerca de Buckeye. Smithson dice que está muy lejos de hace unas décadas, cuando las plantas no tenían tanques de lodos y en su lugar tenían permisos del Sistema Nacional de Eliminación de Descargas de Contaminantes (NPDES) que les permitían verter sólidos nuevamente en el canal.

Smithson dice que los productos químicos tóxicos y los desechos peligrosos rara vez llegan a la planta. Cuando lo hacen, generalmente es a través de un derrame que fluye desde las calles y los vecindarios hacia el Canal de Desvío del Canal de Arizona, que también captura la escorrentía de las inundaciones repentinas de las carreteras de Phoenix.

"Lo capturamos, y tenemos un contratista externo que sale y lo desecha en una instalación de eliminación para nosotros", dijo Smithson.

En otros lugares, el agua limpia pasa por filtros de carbón, que pueden eliminar olores, malos sabores, pesticidas, herbicidas y algunos contaminantes industriales. Es posible que los filtros atrapen las PFAS de cadena larga, pero las moléculas de cadena corta aún podrían colarse.

"Esos se absorben con menos eficacia. Y eso significa que su lecho de carbón activado tendrá que ser reemplazado con más frecuencia", dijo Boyer.

Esos lechos filtrantes cuestan de decenas a cientos de miles de dólares. Un enfoque más económico y más ecológico consiste en regenerarlos mediante la eliminación de contaminantes y la reactivación del carbono. De cualquier manera, es un proceso disruptivo dentro de un sistema interconectado que ya requiere, si no el tiempo de un reloj suizo, al menos una coreografía de baile cuadrado.

"Si no está siguiendo los procesos, puede hacer una copia de seguridad de una planta fácilmente", dijo Smithson.

Después de la sedimentación viene la desinfección con dióxido de cloro, que mata virus y parásitos. Giardia, un parásito que se encuentra en el suelo, los alimentos y el agua contaminados con heces, es una presa fácil; pero otro parásito, cryptosporidium, resiste el cloro y requiere un enfoque múltiple y medidas más fuertes como el ozono o la luz ultravioleta.

Otras técnicas de desinfección utilizadas por las plantas incluyen peróxido de hidrógeno y luz ultravioleta, y membranas y ósmosis inversa.

Todos tienen sus pros y sus contras, costos y desgaste. Smithson dijo que tiene dificultades para transmitir este punto a sus superiores que presionan para superar los estándares de cumplimiento.

"El cumplimiento siempre va a ser el número uno, pero ¿a qué costo?" él dijo. "Mientras cumpla con el cumplimiento, no necesitamos impulsar el cumplimiento para hacerlo aún mejor, si estamos dañando la planta".

Pero Smithson dice que el tratamiento de agua de Phoenix también enfrenta problemas con el personal de nivel inferior: no pueden contratar suficientes.

"Todas las ciudades tienen problemas para contratar gente. Ya nadie quiere ser operador", dijo. "Y es el mejor trabajo que podrías pedir. Te capacitas, entras o trabajas en equipos aquí. Sabes, nunca te quedarás sin trabajo".

Water Systems Operations bombea agua tratada al sistema de distribución que, gracias a Drought Pipeline que debe ponerse en marcha el 1 de junio, pronto entregará agua SRP al norte de Phoenix por primera vez. El área normalmente recibe agua de CAP proveniente del río Colorado, a menudo cuestionado.

"Es una especie de respaldo en caso de que nuestros créditos de agua no tengan suficiente", dijo Smithson. "Y crea más flexibilidad para que transfiramos agua".

Los funcionarios aún tienen que dar respuestas tan audaces para influir en los contaminantes emergentes como los microplásticos, pequeños desechos plásticos de menos de 5,0 mm de largo (0,2 pulgadas). Los microplásticos provienen de cosas como telas sintéticas y exfoliantes de microesferas.

Baggiore dice que son "más un problema de aguas superficiales" que uno de aguas subterráneas.

"Los sistemas de agua que usan agua superficial son bastante sofisticados en su mayor parte (Ciudad de Phoenix, Ciudad de Tucson) y conocen y han monitoreado muchos de esos tipos de microplásticos u otros contaminantes emergentes", dijo.

Pero Troy Hayes, director de servicios de agua de la ciudad de Phoenix, dice que actualmente no los analizan porque actualmente no están regulados y porque los ríos Salt y Verde "no están bajo la influencia de ninguna corriente industrial o de aguas residuales".

Sin embargo, los microplásticos abundan en océanos y lagos, e incluso la escasez de estudios que han examinado el problema hasta ahora ha detectado los contaminantes en el suelo y las aguas subterráneas.

"Todos los productos químicos que salen de nuestra casa y de los edificios comerciales e institucionales también regresan al suministro de agua", dijo Boyer.

Es posible que algunas tecnologías actuales ya eliminen algunos microplásticos y productos farmacéuticos; no lo sabemos, porque el personal pertinente carece de los medios, métodos y tal vez motivación para hacer la pregunta.

Bajo la Regla de Monitoreo de Contaminantes No Regulados (UCMR, por sus siglas en inglés), la EPA puede solicitar a ADEQ que requiera que los sistemas públicos de agua controlen ciertas sustancias no reguladas, incluido el PFAS. Hayes dice que Phoenix no detectó PFAS en la lista de los dos UCMR más recientes.

Pero Baggiore dice que UCMR3 enumeró solo seis PFAS, y los expertos actualmente solo pueden medir alrededor de 27 compuestos de PFAS. Es más, los estándares de la EPA que se están considerando ahora colocan los límites de PFAS cerca del extremo inferior de lo que pueden detectar las pruebas.

"No hay métodos para medir ninguno de los otros contaminantes que existen. Por lo tanto, hay técnicas especiales que deben usarse, que tanto la EPA como Arizona, en una medida más limitada, están explorando", dijo Baggiore.

Por ahora, una de las mejores maneras de mantener los productos farmacéuticos fuera del agua es desecharlos de manera adecuada, a través de programas de devolución, programas de devolución por correo o eliminación de desechos domésticos peligrosos.

Mientras tanto, la ignorancia podría ser un lujo que Arizona ya no puede permitirse, si el agua residual finalmente da la vuelta a la curva en U y fluye desde la corriente de desechos hasta el SodaStream.

"En el pasado, manteníamos el agua potable en una caja y las aguas residuales en otra caja, pero en realidad están muy conectados", dijo Boyer.

A medida que las restricciones de agua se han endurecido, el consumo del inodoro al grifo, rebautizado por los funcionarios como "reutilización potable directa" (DPR), ha pasado de ser un problema NIMBY desagradable a una opción seria.

"Ese es un suministro que en este momento se descarga en el río Salt, que potencialmente podría enviarse a una instalación avanzada de purificación de agua para ser tratada y eventualmente volver a ser agua potable", dijo Hayes en un panel de agua organizado por KJZZ.

Hayes dijo que tal movimiento podría entregar hasta 60 millones de galones por día, en comparación con los 125 millones de galones de agua del río Colorado que llegan a los grifos diariamente.

En 2022, la legislatura de Arizona encargó a ADEQ que terminara sus regulaciones de DPR. Luego de un período inminente de comentarios públicos y una revisión por parte del Consejo de revisión regulatoria del gobernador, pretenden que las reglas entren en vigencia el próximo julio. Estados como California, Colorado y Texas ya están avanzando con planes similares.

Hayes dice que el ritmo alarmante del cambio climático nos está forzando la mano.

“Va a un ritmo más rápido de lo que esperaría, por lo que espero que todos lo entiendan y tomen las decisiones apropiadas para poder reaccionar lo suficientemente rápido”, dijo.

Al final, río o pozo, afluente o efluente, todo es una sola agua. A menos que haya mejores respuestas y alguna acción cuidadosa pero valiente, este "río redondo", para tomar prestado un término del conservacionista Aldo Leopold, podría hacer que la infraestructura de agua de Arizona no sea diferente a algunos rápidos de Clase VI: peligrosos, congestionados y, a menudo, inservibles.