Повышение уровня моря приводит к выходу из строя септических систем, считает исследователь

Аспирант Университета промышленной инженерии Майами провел исследование, которое показывает, какие объекты в округе Майами-Дейд находятся в зоне риска, и предлагает стратегии, позволяющие сделать эти системы более устойчивыми к повышению уровня моря.

Это сценарий, который разыгрывается по крайней мере три раза в год в доме Мэтью Лоуренса в округе Центральный Броуард: проливные дожди заливают дренажное поле на его заднем дворе, в результате чего его септическая система работает неэффективно.

«Никогда не доходило до того, чтобы сточные воды выходили на поверхность, и это из-за того, что я хорошо поддерживаю свою систему и принимаю надлежащие меры предосторожности», — сказал Лоуренс, коммерческий и жилой застройщик. «Но что произойдет, когда бури станут сильнее, а дожди — сильнее?»

Для многих жителей прибрежных районов, пострадавших от изменения климата, ответ на этот вопрос уже дан. Поскольку затяжные дожди и повышение уровня моря продолжают поднимать уровень грунтовых вод, их септические системы выходят из строя, в результате чего сточные воды попадают обратно в их дома и создают риски для чистой воды, экосистем и здоровья населения.

Решение, по словам аспиранта Инженерного колледжа Университета Майами, заключается не только в подключении существующих септических систем к общественным канализационным линиям, но и в поиске альтернативных стратегий адаптации, чтобы сделать эти системы более устойчивыми к последствиям изменения климата.

«Подключение к муниципальной канализационной линии не всегда осуществимо, особенно для жителей, которые живут за пределами городских зон обслуживания, поэтому им приходится полагаться на септик для удаления сточных вод своего дома», — сказал Ламис Амер, докторант четвертого года обучения в области промышленного строительства. студент.

«Но сегодня, с увеличением количества осадков и наводнений, поднимающих уровень грунтовых вод, некоторые септические системы не функционируют должным образом. Поэтому нам необходимо рассмотреть стратегии адаптации, такие как системы насыпей и микроочистные сооружения, чтобы снизить риски, которые изменение климата представляет для септических системы».

Амер провел последние три года, изучая эти риски и разрабатывая модель принятия решений, которая могла бы помочь сообществам адаптировать септические системы в ответ на изменение климата.

Ее исследование является частью исследования, проводимого ее наставником, доцентом Муратом Эркоком, который применяет принципы системной инженерии, чтобы помочь прибрежным сообществам во Флориде и других местах справиться с последствиями повышения уровня моря и смягчить их.

По данным экологической некоммерческой организации Miami Waterkeeper, во Флориде насчитывается около 2,6 миллиона септических резервуаров — 120 000 только в округе Майами-Дейд, — исследование Амер не может быть более своевременным, отметила она.

Используя записи из Центра открытых данных Майами-Дейд, а также из других общедоступных источников, она определила объекты в округе, в которых есть активные септические системы, а затем разработала шкалу индекса устойчивости от 0 до 1, чтобы определить, насколько эти септические системы устойчивы к воздействиям. подъема грунтовых вод. Она ликвидировала заброшенные септические системы.

Она использовала текущие показатели уровня моря и изучила другие данные, такие как близость собственности к зонам риска затопления, и обнаружила, что почти 32% существующих участков в ее исследовании имеют индекс устойчивости ниже 0,5, а примерно 18% имеют индекс устойчивости ниже 0,1.

«Индекс устойчивости, равный 1, означает, что система не подвержена сбоям, а если бы она вышла из строя, вероятность загрязнения других источников пресной воды была бы минимальной», — пояснил Амер. «Более низкие значения устойчивости означают, что эти системы не соответствуют минимальным эксплуатационным требованиям для септика и уже могут загрязнять грунтовые воды».

Она предупредила, что по мере того, как уровень моря продолжает повышаться, септические участки, которые в настоящее время устойчивы, могут быть поставлены под угрозу.

Амер сказала, что ее результаты, которыми она планирует поделиться с должностными лицами Майами-Дейд и EPA, могут помочь в принятии решений о том, какие септические участки должны быть приоритетными для мер по адаптации.

Она также надеется расширить свое исследование, чтобы изучить, как изменение климата способствует более высокому уровню отказов септических систем в более бедных, недостаточно обслуживаемых сообществах.

Стремясь защитить здоровье населения и природные территории, такие как залив Бискейн, Майами-Дейд уже решает проблему выхода из строя септических систем, реализуя свою программу Connect to Protect, направленную на расширение услуг канализации для жителей с септическими системами. Мэр округа Майами-Дейд Даниэлла Левин Кава недавно подробно рассказала об этой программе на Университетском симпозиуме по климату и здоровью, где исследование Амера заняло первое место в студенческом исследовательском конкурсе.

Она отметила, что для объектов, которые не могут быть подключены к канализационным линиям, стратегии адаптации, предложенные в ее исследовании, будут полезны.

Система насыпей, описанная Амером, является вариантом для районов с небольшой глубиной почвы и высоким уровнем грунтовых вод. Отходы из септика поступают в насосную камеру, откуда перекачиваются в насыпь. Очистка сточных вод происходит по мере их сброса в траншею и фильтрации через песок, а затем рассеивания в естественной почве.

«Микросистемы очистки сточных вод, также известные как общественные канализационные системы, представляют собой компактные автономные очистные сооружения, которые обслуживают ограниченное количество жилых домов», — пояснил Амер.

Аспирант, который также проводил исследования по снижению выбросов парниковых газов из сетей поставок угля, сказал, что промышленные и системные инженеры могут быть ценными активами в борьбе с изменением климата. «Мы разрабатываем модели принятия решений для оптимизации решений проблем», — сказала она. «Таким образом, наш набор навыков, безусловно, может быть применен для решения проблем, связанных с изменением климата».