8月25日晚，四級(jí)颶風(fēng)“哈維”在美國(guó)得克薩斯州南部沿海地區(qū)登陸，颶風(fēng)帶來(lái)的強(qiáng)降雨導(dǎo)致美國(guó)南部城市休斯敦地區(qū)發(fā)生了嚴(yán)重的洪水災(zāi)害。目前，“哈維”已在美國(guó)造成33人死亡，數(shù)萬(wàn)人撤離，得州數(shù)十個(gè)縣被洪水淹沒(méi)，經(jīng)濟(jì)損失可能超過(guò)千億美元。而在2005年8月29日，美國(guó)墨西哥灣沿岸也曾遭受到Katrina(卡特里娜)颶風(fēng)的重創(chuàng)，由颶風(fēng)引起的巨浪給墨西哥灣沿岸帶來(lái)了嚴(yán)重的洪水。作為美國(guó)重要港口的新奧爾良，有超過(guò)80%的面積被淹沒(méi)，遭受到了嚴(yán)重的財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。本文著重介紹了卡特里娜颶風(fēng)對(duì)新奧爾良市排水、供水和污水處理系統(tǒng)的影響，并介紹了在颶風(fēng)過(guò)后為恢復(fù)這些系統(tǒng)采取的補(bǔ)救措施;同時(shí)討論了地表水、地下水和瓶裝水等的水質(zhì)問(wèn)題，以及在今后的防災(zāi)救災(zāi)工作應(yīng)進(jìn)行的準(zhǔn)備;另外還提供了在颶風(fēng)過(guò)后幾周和幾個(gè)月內(nèi)應(yīng)對(duì)市區(qū)漫流、地下水滲流和生活污水的措施。
1新奧爾良市的供排水系統(tǒng)
新奧爾良臨近密西西比河，距離密西西比河口180 km，面積接近470 km2，2005年人口為454863人，擁有房屋單元數(shù)為215091間。該城市北面和Ponttrain湖相鄰，南面和東面是沼澤。這座城市最早建在密西西比河的天然堤岸上，在1900年之后城市擴(kuò)展到原先是沼澤的地方，并建立了精密的運(yùn)河和泵站來(lái)防止地下水的滲流淹沒(méi)城市。新奧爾良屬亞熱帶氣候，年平均溫度為20.1℃，降水量為1570mm。這一地區(qū)風(fēng)暴和颶風(fēng)活動(dòng)頻繁。城市的水平面現(xiàn)在平均約為-0.5 m，一般為-2~6 m。大約有一半的城市處于海平面之下，除了最早的城區(qū)之外，新奧爾良大部分市區(qū)位于密西西比河水平面(海平面之上3~5 m)以及Ponttrain湖水平面之下。海平面之上的區(qū)域，也就是1900年之前建立的市區(qū)，是臨近密西西比河的狹長(zhǎng)地帶。沿河、沿湖的堤岸和擋水墻用來(lái)阻止洪水。堤岸是寬厚的土質(zhì)結(jié)構(gòu)并用鐵樁加固。擋水墻是建立在土質(zhì)地基上的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，通常高為2~3m，厚為0.3m。
1.1排水系統(tǒng)
現(xiàn)有排水系統(tǒng)的規(guī)劃始于1893年。在設(shè)計(jì)時(shí)考慮了經(jīng)濟(jì)和減少受納水體污染的因素，于1895年完成。在最初的計(jì)劃中，排水系統(tǒng)包括一系列運(yùn)河和提升泵站，將水從低于海平面的集水點(diǎn)提升到海平面或以上。設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)由地下水滲流和雨水引起的地表徑流會(huì)被集中到開(kāi)放或封閉的運(yùn)河中，在必要時(shí)通過(guò)一系列泵站提升到主運(yùn)河內(nèi)。泵站將水從各處的運(yùn)河排入更大的運(yùn)河，并最終排入主運(yùn)河，排入主運(yùn)河的水通過(guò)中間提升泵站和一系列排水運(yùn)河進(jìn)入Ponttrain湖和Borgne湖。
這一排水系統(tǒng)于1897年開(kāi)始動(dòng)工，直到現(xiàn)在仍在不斷擴(kuò)建和改造。到2005年初，該系統(tǒng)包括418km的明渠和暗渠、2438km地下排水管和148臺(tái)排水泵，總排水量達(dá)到1.14×108m3/d。10座排水泵站的電力來(lái)自用天然氣和柴油發(fā)電的25Hz發(fā)電機(jī)，其余泵站由當(dāng)?shù)毓╇娚烫峁?biāo)準(zhǔn)的60Hz交流電。某些泵站還自備發(fā)電機(jī)。
1.2污水處理系統(tǒng)
下水道系統(tǒng)于1903年開(kāi)工建造，包括2335km長(zhǎng)的干管、支管(其中2173km為重力流管線(xiàn)，162km為承壓干管)和83座提升泵站。20世紀(jì)70年代建設(shè)了2座二級(jí)污水處理廠，其中東岸污水處理廠(規(guī)模為4.62×104m3/d)采用純氧曝氣活性污泥法工藝，西岸污水處理廠(規(guī)模為7.6×104m3/d)采用滴濾池工藝。出水經(jīng)過(guò)氯消毒后排入密西西比河。
1.3供水系統(tǒng)
現(xiàn)在新奧爾良的飲用水源全部來(lái)自密西西比河。大部分飲用水是由位于Orleans Parish區(qū)的Carrollton水廠處理，這座水廠處理規(guī)模為46×104m3 /d，服務(wù)人口為44萬(wàn)人。原水取自橡樹(shù)街取水站和工業(yè)路取水站。凈水工藝包括調(diào)節(jié)pH、混凝和絮凝、沉淀、過(guò)濾和消毒。
另一座飲用水廠是Algiers凈水廠，處理規(guī)模為3.8×104m3 /d，主要供應(yīng)居住于該市西岸地區(qū)的5.7萬(wàn)居民。該廠的處理工藝和Carrollton水廠相似，其差別主要是電力供應(yīng)。Carrollton水廠的供電來(lái)自25Hz交流發(fā)電機(jī)，Algiers水廠采用60Hz交流電。兩座水廠的配水管網(wǎng)包括2575km的主干管(管徑為75~125cm)、15000個(gè)閥門(mén)、17500個(gè)消防栓和160000具入戶(hù)總表。
2卡特里娜颶風(fēng)對(duì)供、排水系統(tǒng)的影響
卡特里娜颶風(fēng)在2005年8月29日登陸后，颶風(fēng)中心從新奧爾良市東面15~25km處經(jīng)過(guò)。與臨近颶風(fēng)中心的地區(qū)相比，新奧爾良市的風(fēng)力相對(duì)減弱，持續(xù)風(fēng)力為31~35m/s(115~125 km/h)，屬于1級(jí)或2級(jí)颶風(fēng)。新奧爾良在受到颶風(fēng)影響期間的總降水量達(dá)到345mm。新奧爾良排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力是應(yīng)對(duì)第1小時(shí)25mm的降水量和之后每小時(shí)12.5mm的降水量。盡管排水系統(tǒng)不可能應(yīng)對(duì)得了8月29日早晨的降水，但降水直接引起的積水和由風(fēng)浪引起的洪災(zāi)相比則小得多。由于颶風(fēng)的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，風(fēng)浪在位于颶風(fēng)中心經(jīng)過(guò)路徑的東部最大，為5.2~8.5m。在颶風(fēng)運(yùn)動(dòng)路徑以西的東新奧爾良，風(fēng)浪達(dá)到4.6~5.8m。Ponttrain南岸的湖面抬升了約0.9m并伴有3.0~4.3m的大浪。大浪越過(guò)了某些地段的堤岸和擋水墻，導(dǎo)致幾處決口。大部分決口是由越過(guò)擋水墻的海浪侵蝕地基造成的，只有少數(shù)決口沒(méi)有出現(xiàn)洪水漫過(guò)的痕跡。由于堤壩的潰決，洪水灌入城市，嚴(yán)重毀壞了新奧爾良的飲用水、污水處理和排水系統(tǒng)。
新奧爾良市受災(zāi)情況圖(根據(jù)美國(guó)陸軍工程兵資料編輯)
2.1飲用水處理和輸配
東岸的Carrollton飲用水廠由于電力供應(yīng)中斷、風(fēng)力破壞和洪災(zāi)而關(guān)閉。2005年8月30日，大約90cm深的積水淹沒(méi)了電站，包括鍋爐房。除了被淹之外，機(jī)修車(chē)間、倉(cāng)庫(kù)、貯存區(qū)、泵站、石灰/粗砂池和化學(xué)藥劑投加系統(tǒng)遭受的損失較輕，濾池系統(tǒng)損壞嚴(yán)重(管廊被洪水淹沒(méi)，濾池控制器失靈，濾料貯存區(qū)也被淹沒(méi))，水廠的大部分通訊系統(tǒng)也被破壞。1根1270mm的供水干管破裂，355輛車(chē)被損壞。
西岸的Algiers飲用水廠僅遭受到輕微的風(fēng)災(zāi)和短暫的停電，在使用備用發(fā)電機(jī)后很快恢復(fù)了滿(mǎn)負(fù)荷供水。該水廠除為新奧爾良西岸地區(qū)提供安全飲用水外，還在颶風(fēng)之后的救援工作中，向聯(lián)邦緊急事件管理署(FEMA)的飲用水水車(chē)供水。
新奧爾良的配水系統(tǒng)持續(xù)多日無(wú)法正常工作，出現(xiàn)的問(wèn)題包括爆管、消防栓折斷、閥門(mén)失靈和水泵損壞。腐蝕是造成較老管段毀壞的原因，其中有50~90年管齡的鑄鐵管段。樹(shù)木被連根拔起，是造成地下管線(xiàn)破裂的普遍原因。由于地下水位較高，主要的配水管道建在鄰近道路的地面之上。洪水、墜落的樹(shù)木、汽車(chē)和被洪水搬運(yùn)的殘骸造成地面以上配水系統(tǒng)多處破裂。洪水自身的重力加大了管道周?chē)膲毫?，可能造成許多小的裂口，這使得在泵站恢復(fù)后很難維持長(zhǎng)距離管網(wǎng)的水壓。洪水引起的土壤松動(dòng)損壞了地下設(shè)施，埋地鋼管陰極保護(hù)系統(tǒng)的破壞使大部分管網(wǎng)系統(tǒng)受到腐蝕。
2.2污水收集和處理系統(tǒng)
根據(jù)Black and Veatch咨詢(xún)公司的調(diào)查，污水收集系統(tǒng)的地下和地面設(shè)施都遭到了破壞。地面上管網(wǎng)的破壞是由于淹沒(méi)狀態(tài)的快速變化導(dǎo)致的浮力變化引起的。地下管道(如主干管)由于洪水的重力和對(duì)土層增加的壓力而受到更大壓力。管道固定裝置的松動(dòng)和樹(shù)木的連根拔起導(dǎo)致了廣泛的損壞。65座提升泵站毀壞，包括29座建在地下的被淹沒(méi)的泵站。泵站的設(shè)備、控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)均受到了破壞。
Algiers污水處理廠在風(fēng)暴中沒(méi)有被淹，其遭受的損壞包括滴濾池濾料的損失，污泥濃縮池、澄清池蓋子的損失和發(fā)電站大樓的外部破壞。Carrollton污水廠被5~6m深的洪水淹沒(méi)。整個(gè)水廠除了污泥焚燒爐大樓三、四層之外都被淹沒(méi)。洪水和與之而來(lái)的流失土壤導(dǎo)致所有金屬結(jié)構(gòu)和大部分電力、化學(xué)和供電相關(guān)的設(shè)施嚴(yán)重?fù)p壞。盡管大部分混凝土水池的結(jié)構(gòu)保持完好，但是土壤的松動(dòng)導(dǎo)致出水渠道的外壁分離。一個(gè)純氧活性污泥反應(yīng)器嚴(yán)重?fù)p壞，并被泥沙掩埋。澄清池中所有的鋼結(jié)構(gòu)被腐蝕。中控室、沉淀池、油脂收集器、刮泥器等損壞。污泥焚燒爐由于鼓風(fēng)機(jī)、煙囪毀壞以及多膛爐和流化床的結(jié)構(gòu)、機(jī)械損壞而失效。
2.3排水系統(tǒng)
新奧爾良市的排水和防洪系統(tǒng)受到了嚴(yán)重的損壞，導(dǎo)致了嚴(yán)重的生命和財(cái)產(chǎn)損失。風(fēng)浪是造成新奧爾良東部災(zāi)難性洪水的主要原因，進(jìn)入海灣出口運(yùn)河(MRGO)和海灣內(nèi)岸航道(GIWW)的大浪快速涌入內(nèi)河航運(yùn)運(yùn)河的連接處，并在沿該運(yùn)河的堤岸上造成了嚴(yán)重的決口。有兩個(gè)主要決口(分別為30m和150m寬)發(fā)生在T型連接處的底部。側(cè)面的風(fēng)浪還在INHC西側(cè)導(dǎo)致了3個(gè)決口。
從新奧爾良到Ponttrain湖的3條主要內(nèi)河——倫敦大道運(yùn)河、十七街運(yùn)河和奧爾良運(yùn)河發(fā)生了決口，導(dǎo)致了淹沒(méi)整個(gè)城市大部分地區(qū)的災(zāi)難性洪水，使得至少588人死亡。第一個(gè)主要決口有18m寬，發(fā)生在倫敦大道運(yùn)河的東部擋水墻(距入湖口14個(gè)街區(qū));第二個(gè)決口寬度達(dá)125m，發(fā)生在倫敦大道運(yùn)河的西側(cè)擋水墻(距入湖口7個(gè)街區(qū));第三個(gè)主要決口有135m寬，發(fā)生在十七街運(yùn)河?xùn)|岸擋水墻(距入湖口6個(gè)街區(qū))。洪水還通過(guò)奧爾良運(yùn)河南端進(jìn)入了城市，那里在I-610高速公路附近的6號(hào)泵站北面有大約60m擋水墻尚未建成。
大部分泵站在城市失去電力之前都會(huì)持續(xù)排出累積的雨水。在堤岸決口之后，由于嚴(yán)重的設(shè)備被淹、缺乏外部電力和對(duì)操作工的保護(hù)不充分，大部分泵站都被迫關(guān)閉，有些泵站使用備用發(fā)電機(jī)一直保持運(yùn)行。但是，被排入奧爾良運(yùn)河的水又通過(guò)運(yùn)河頂部決口的擋水墻重新進(jìn)入城市。在奧爾良區(qū)，19座主要泵站被淹沒(méi)，其中15座由于操作間和控制間地面被淹沒(méi)而遭受?chē)?yán)重破壞，另外4個(gè)泵站只淹到了泵房較低的地方，有3座泵站沒(méi)有被淹。吸水口填滿(mǎn)了雜物，金屬部件被腐蝕。沒(méi)有被淹沒(méi)的泵站也遭受了雨水對(duì)馬達(dá)和控制中心的損壞。所有的泵站都受到風(fēng)或洪水引起的結(jié)構(gòu)破壞。
3救災(zāi)行動(dòng)
3.1災(zāi)后響應(yīng)
2005年8月29日，美國(guó)總統(tǒng)布什宣布路易斯安納州發(fā)生重大災(zāi)害，并要求向該州和受災(zāi)地區(qū)的災(zāi)后恢復(fù)工作提供聯(lián)邦政府援助。健康和公眾服務(wù)署秘書(shū)長(zhǎng)Michael O. Leavitt宣布在路易斯安納州、阿拉巴馬州、佛羅里達(dá)州進(jìn)入公眾健康緊急狀態(tài)。參加救災(zāi)行動(dòng)的其他城市和州也提供了援助。
3.2排水系統(tǒng)
最初的首要任務(wù)是援救困在新奧爾良被淹地區(qū)的供水、污水、排水設(shè)施中的工作人員。災(zāi)難評(píng)估和重建工作幾乎同時(shí)啟動(dòng)。新奧爾良排水與給水委員會(huì)(S&WB)在Algiers水廠建立執(zhí)行辦公室和指揮中心，并發(fā)出了評(píng)估、修復(fù)排水泵站和發(fā)電廠的緊急合同。疾病預(yù)防控制中心(CDC)向?yàn)?zāi)區(qū)派遣了600名專(zhuān)家，并和環(huán)保局(EPA)一起指導(dǎo)環(huán)境健康和居住地評(píng)估，以便辨別會(huì)限制城市居民重新居住的環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)和基礎(chǔ)設(shè)施破壞。2005年9月6日，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究所派遣一支勘測(cè)隊(duì)伍檢測(cè)包括堤壩和擋水墻在內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施的損壞情況。
恢復(fù)城市的供水、污水處理和排水系統(tǒng)需要封堵堤壩的決口、排出積水、恢復(fù)電力供應(yīng)、恢復(fù)供水和重建污水處理系統(tǒng)。封堵堤岸決口的工作從9月2日開(kāi)始，采用直升機(jī)向決口空投0.75~1.0 m3的沙袋。其他決口采用沙袋、巖石和污泥相結(jié)合的辦法封閉。9月2日，隨著湖平面恢復(fù)到正常水平，運(yùn)河河口被封閉，該城市開(kāi)始采用75cm和105cm直徑的便攜式水泵排水。9月6日排水工作在1號(hào)、10號(hào)、19號(hào)泵站以及之后的6號(hào)和3號(hào)泵站恢復(fù)運(yùn)行后得到加強(qiáng)。當(dāng)排水工作開(kāi)始后，在十七大街運(yùn)河河口的樁壩上開(kāi)了一個(gè)12m寬的開(kāi)口以便于排水流進(jìn)湖里。當(dāng)運(yùn)河的水平面降低后，堤壩得到了維修。
對(duì)東新奧爾良工業(yè)運(yùn)河上的決口未進(jìn)行封堵，以便淹沒(méi)地區(qū)的洪水靠重力排出。決口還被加寬以加速向Ponttrain湖排水。在St. Bernard區(qū)的GIWW河上也做了幾處決口排洪，因?yàn)榇藭r(shí)堤外的水平面已經(jīng)低于淹沒(méi)地區(qū)。所有的決口直到洪水淹沒(méi)地區(qū)和湖面平齊時(shí)才被封堵。然后用臨時(shí)水泵和沿Ponttrain岸邊的兩座泵站將洪水排入湖中。9月19日，在排出了2.5×108m3洪水(約占Ponttrain湖容積的5%)之后，城中的水被徹底排干。在排水期間，美國(guó)陸軍工程兵團(tuán)(USACE)在3條主要運(yùn)河上通過(guò)人工曝氣的方法，使得水被排入Ponttrain湖之前增加其中的溶解氧濃度。在修復(fù)決口時(shí)，USACE和S&WB開(kāi)始檢查和修復(fù)受損的泵站。
3.3供水系統(tǒng)
2005年8月31日，路易斯安納州健康和公共服務(wù)部(LDHH)向受到颶風(fēng)影響的15個(gè)區(qū)的市民發(fā)布了將自來(lái)水煮沸飲用的要求。美國(guó)農(nóng)業(yè)部(USDA)則建議市民只飲用瓶裝水。由于Carrollton凈水廠癱瘓，飲用水從Algiers凈水廠和受災(zāi)地區(qū)以外的水廠調(diào)運(yùn)。在救災(zāi)期間，共運(yùn)送了3.1×104m3飲用水和超過(guò)8626t的冰。8月31日，在采用汽油動(dòng)力的水泵將發(fā)電間的洪水排出后，Carrollton水廠的發(fā)電機(jī)恢復(fù)工作。在將水、垃圾和污泥清除后，對(duì)大樓和設(shè)備進(jìn)行了消毒，同時(shí)對(duì)水廠的結(jié)構(gòu)、機(jī)械、電氣情況進(jìn)行了評(píng)估，隨后制訂了維修和更換計(jì)劃。維修工作在水被排干之后立即開(kāi)始，包括清洗和更換濾池、恢復(fù)水力和鼓風(fēng)控制系統(tǒng)，維修電機(jī)。水廠于9月11日恢復(fù)正常，雖然只是將原水進(jìn)行混凝處理，過(guò)濾單元采用人工操作直到控制系統(tǒng)修復(fù)為止。作為焚燒處理的替代方案，處理過(guò)程中產(chǎn)生的污泥采用土地填埋處置。
配水管網(wǎng)中大的爆裂很快得到修復(fù)，但是仍有很多小的裂口。泄漏和低水壓使得對(duì)整個(gè)配水系統(tǒng)進(jìn)行沖洗和消毒非常困難。據(jù)估計(jì)有32×104m3/d的自來(lái)水(約占進(jìn)入管網(wǎng)總水量的2/3)通過(guò)裂口泄漏到地下。到2006年6月，大約修補(bǔ)了17 000處裂口。此后，采用泄漏探測(cè)器確定漏失位置，輔助修復(fù)工作。到2005年10月5日，供水公司已經(jīng)恢復(fù)了大部分被洪水淹沒(méi)地區(qū)的供水。剩下的被洪水淹沒(méi)的地區(qū)(如工業(yè)運(yùn)河以東市區(qū)和東新奧爾良)直到2007年6月還一直沒(méi)有供水。2005年12月8日，LDHH取消了對(duì)新奧爾良東區(qū)煮沸飲用水的要求，要求返回核準(zhǔn)地區(qū)的居民將冷、熱水龍頭打開(kāi)放水10~15min沖洗供水管道。
3.4污水處理系統(tǒng)
Algiers污水處理廠遭到了大風(fēng)和暴雨的破壞，在颶風(fēng)之后不能完全運(yùn)轉(zhuǎn)。在維修之前的較短時(shí)間里，未經(jīng)處理的污水直接排入密西西比河。Carrollton污水處理廠被完全淹沒(méi)，現(xiàn)場(chǎng)的排水工作于2005年9月8日啟動(dòng)，9月28日結(jié)束，污水廠于10月16日恢復(fù)運(yùn)行，但是僅有初級(jí)處理而且沒(méi)有達(dá)到滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行。通過(guò)采用便攜式設(shè)備，二級(jí)處理工藝于11月16日恢復(fù)運(yùn)行，不過(guò)尚未達(dá)到滿(mǎn)負(fù)荷。電氣系統(tǒng)的維修工作包括更換控制面板、變壓器、電氣開(kāi)關(guān)、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器、監(jiān)控系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集裝置。在重新安裝之前，電機(jī)被拆卸烘干。全部的鋼鐵部件和車(chē)輛也必須檢修。由運(yùn)輸車(chē)輛向污水廠供氧。從鄰近污水廠獲得的活性污泥重新接種到反應(yīng)器中以便恢復(fù)二級(jí)處理工藝。
污水收集系統(tǒng)的恢復(fù)工作進(jìn)展緩慢。這項(xiàng)工作必須面對(duì)地下管道破裂使得地下水滲漏進(jìn)系統(tǒng)造成的問(wèn)題。該系統(tǒng)地面以上的重要部分已經(jīng)得到修復(fù)。而地面以下破壞的部分至今沒(méi)有完全得到評(píng)估。由于多座被淹沒(méi)的提升泵站沒(méi)有恢復(fù)運(yùn)行，該系統(tǒng)仍處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。臨時(shí)水泵被用來(lái)排出街道的污水。由于經(jīng)費(fèi)的原因，全系統(tǒng)的維修還沒(méi)有完全展開(kāi)。
4水質(zhì)情況
4.1洪水
從環(huán)境影響和公共健康的立場(chǎng)出發(fā)，卡特里娜颶風(fēng)引發(fā)的洪水是主要的關(guān)注對(duì)象。污水泄漏、淹沒(méi)的車(chē)輛、工業(yè)化學(xué)品和大量的固體廢棄物和殘骸也都是污染的潛在來(lái)源。風(fēng)暴過(guò)后5天，環(huán)保局和路易斯安納州環(huán)境質(zhì)量部(LDEQ)合作開(kāi)展對(duì)新奧爾良洪水的測(cè)試，發(fā)現(xiàn)只有某些地點(diǎn)的鉛超出了飲用水標(biāo)準(zhǔn)和/或有毒物質(zhì)與疾病注冊(cè)局(ATSDR)/CDC健康指導(dǎo)值，但是不會(huì)對(duì)人體健康造成威脅。
生物測(cè)試表明，洪水中大腸埃希氏桿菌大量增加，某處濃度最高超過(guò)EPA推薦標(biāo)準(zhǔn)初級(jí)接觸水限值近100倍。EPA和CDC因此建議用肥皂和水清洗暴露部位，避免吞咽和一切口部接觸，并向?qū)I(yè)醫(yī)療人員報(bào)告癥狀。
Pardue等報(bào)告說(shuō)，此次洪水的水質(zhì)特性和該地區(qū)通常暴雨徑流的水質(zhì)相似(只是鉛和VOC的濃度有些升高)，在洪水中檢出的VOC只是汽油成分，包括苯、甲苯和乙苯。其濃度比之前報(bào)道的洪水中濃度高2~3個(gè)數(shù)量級(jí)，最高的總VOC濃度為30μg/L，其中只有苯超過(guò)了EPA飲用水最高濃度限值。
4.2地表水
在卡特里娜颶風(fēng)過(guò)后幾天，人們對(duì)洪水排入Ponttrain湖的前景產(chǎn)生了普遍擔(dān)心。洪水的特點(diǎn)是溶解氧濃度低、金屬和病原菌濃度高。根據(jù)Pardue和Hou Ai-xin等人的分別監(jiān)測(cè)，在運(yùn)河內(nèi)和Ponttrain湖靠近運(yùn)河河口處的表層水中約一周時(shí)間由嚴(yán)重缺氧狀態(tài)恢復(fù)為正常，溶解氧快速回歸正常水平可能要?dú)w功于湖水的物理混合。洪水中的高營(yíng)養(yǎng)鹽在排水入運(yùn)河河口處造成了小規(guī)模的藻華，但是沒(méi)有發(fā)生由颶風(fēng)引起的長(zhǎng)時(shí)間的藻類(lèi)暴發(fā)。
Hou Ai-xin等調(diào)查了排水過(guò)程中Ponttrain湖表層水中病原微生物指示菌和重金屬的時(shí)空特征。2005年9月19日和9月28日，在從十七大街運(yùn)河河口，也就是Metairie泵站排水管口處開(kāi)始的3個(gè)斷面上采集了水樣，測(cè)定結(jié)果顯示大腸埃希氏桿菌的濃度降到1/40(湖內(nèi)和河口處的平均濃度分別為140、6000 CFU/100mL)。腸球菌濃度也有所下降 (湖內(nèi)和河口處的平均濃度分別為36、170 MPN/100mL)。這兩種指示菌的濃度在10天后仍然超過(guò)EPA水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，不過(guò)在排水兩月后恢復(fù)到颶風(fēng)之前的水平。這些結(jié)果表明，排水給湖泊帶來(lái)了高病原菌負(fù)荷，不過(guò)持續(xù)時(shí)間很短。美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(USGS)也得出了相似的結(jié)論。除了指示菌之外，Hou Ai-xin和合作者還在湖中和運(yùn)河水中檢出了幾種病原菌(霍亂弧菌和軍團(tuán)菌在排水不久后的樣品中的濃度要遠(yuǎn)高于3個(gè)月之后的)。雖然在湖水中沒(méi)有檢測(cè)到賈第蟲(chóng)和隱孢子蟲(chóng)，但是在運(yùn)河中有檢出。值得一提的是，在新奧爾良被水淹沒(méi)和未被水淹地區(qū)的沉積物中都發(fā)現(xiàn)糞大腸桿菌濃度增加。雙歧桿菌檢測(cè)和細(xì)菌多樣性分析表明，沉積物中檢出的細(xì)菌來(lái)自人類(lèi)。流行病調(diào)查研究強(qiáng)烈建議評(píng)估洪水帶來(lái)的沉積物對(duì)人類(lèi)健康的影響。
Hou Ai-xin等對(duì)十七大街運(yùn)河和湖水中重金屬的分析表明，緊接Metairie泵站下游水中的所有金屬濃度都低于Pardue等人報(bào)道的Lakeview和市中心區(qū)域洪水中的金屬濃度(砷、鎘、鎳、鉛、鋅的濃度約為1/6~1/2，鉻和銅的濃度約為1/27~1/24)，這種金屬濃度的大幅下降可以解釋為土壤顆粒對(duì)金屬的滲濾吸附。根據(jù)Pardue和Hou Ai-xin等人的工作，在颶風(fēng)后排入Ponttrain湖的積水比通常排水中的金屬含量高，這可能是由于洪水停留時(shí)間長(zhǎng)和缺氧環(huán)境造成了還原性條件，增加了金屬的溶解性。不過(guò)在大多數(shù)湖泊中，鎘、銅、鋅、鉛等重金屬的濃度低于檢出限，對(duì)Ponttrain湖造成的影響很小。
排水后尚缺乏對(duì)于Violet Marsh、MRGO和Lake Borgne的水質(zhì)評(píng)價(jià)。由于Violet沼澤地處Pipeline運(yùn)河和FortyArpent運(yùn)河之間，推測(cè)可能收納了排水中大部分污染物。USACE啟動(dòng)了一項(xiàng)研究來(lái)評(píng)估泵出的洪水對(duì)沼澤沉積物的影響。結(jié)果表明鄰近東岸污水處理廠處的沉積物含有的金屬和有機(jī)物最多，其濃度普遍低于其他研究者在城市沉積物中檢出的濃度。在鄰近洪水中失效泵站和工作泵站區(qū)域中的化合物濃度差異并不顯著。由于缺少背景數(shù)據(jù)，這些觀測(cè)不足以反映排水造成的影響。污染物也許被截留和累積在靠近泵站的地方，特別是當(dāng)時(shí)水的氧化還原電位較低時(shí)。EPA在Borgne湖中進(jìn)行了腸球菌檢測(cè)，但是沒(méi)有發(fā)現(xiàn)陽(yáng)性結(jié)果。
雖然沒(méi)有積水排入密西西比河，河水水質(zhì)依然受到颶風(fēng)期間和之后的暴雨徑流、底泥泛起、當(dāng)?shù)睾蜕嫌挝鬯⒊鞘衅秃突瘜W(xué)品泄漏的影響。因取水口位于污水處理廠排水口和新奧爾良南部主要漏油處的上游，因此水質(zhì)沒(méi)有被污染。LDEQ和EPA仔細(xì)監(jiān)測(cè)了進(jìn)入凈水廠的水質(zhì)情況，沒(méi)有無(wú)機(jī)和有機(jī)污染物超出飲用水標(biāo)準(zhǔn)。在Carrolton水廠采集的一個(gè)水樣中檢出了超過(guò)娛樂(lè)、休閑用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的糞大腸桿菌(400CFU/100mL)。Carrolton水廠取水口處的糞大腸桿菌平均濃度為150 CFU/100mL，Algiers水廠的一個(gè)取水口處其濃度接近100 CFU/100mL。在Algiers水廠下游32km的Belle Chasse市的取水口處，平均糞大腸桿菌濃度僅為60 CFU/100mL。
卡特里娜颶風(fēng)還造成了超過(guò)140處漏油，總共有3×104m3的石油泄漏。美國(guó)Murphy石油公司在St. Bernard區(qū)的Meraux煉油廠的泄漏影響了方圓2.5 km2內(nèi)的沼澤和幾條運(yùn)河。雖然在下游的Belle Chasse檢出一些污染物，總體來(lái)說(shuō)，密西西比河的水質(zhì)沒(méi)有受到泄漏的影響。
4.3地下水
地下水是新奧爾良附近地區(qū)很多家庭、企業(yè)的主要飲用水源。通過(guò)和LDEQ、路易斯安納地質(zhì)調(diào)查合作，USGS沿Ponttrain湖北岸選擇了一些淺層地下水井開(kāi)展了水質(zhì)調(diào)查，以確定這些水源是否受到風(fēng)浪的嚴(yán)重影響。風(fēng)浪對(duì)水井的影響包括來(lái)自Ponttrain的咸水入侵和可能由洪水或湖水引起的細(xì)菌學(xué)指標(biāo)升高。不過(guò)，至今沒(méi)有遭受有機(jī)污染的報(bào)道。
4.4飲用水和瓶裝水
在Carrolton凈水廠恢復(fù)運(yùn)行之前，向用戶(hù)供應(yīng)的是由Algiers凈水廠(或周邊其他經(jīng)檢驗(yàn)核準(zhǔn)的水廠)生產(chǎn)并運(yùn)送來(lái)的飲用水。FEMA提供瓶裝水。食品級(jí)的卡車(chē)被用來(lái)送水。不過(guò)水質(zhì)控制很難，因?yàn)檎婵沼筒圮?chē)、運(yùn)輸化學(xué)品的卡車(chē)或運(yùn)輸油田廢料的車(chē)有時(shí)也用來(lái)送水，而且車(chē)中裝的水有時(shí)來(lái)自未經(jīng)檢驗(yàn)的水源。市里的一些企業(yè)和旅館使用非飲用容器盛飲用水。盡管沒(méi)有相關(guān)疾病的報(bào)道，USEPA和LDEQ向兩家供水單位發(fā)布緊急命令，要求他們停止使用以前用于油田作業(yè)和類(lèi)似工作的車(chē)輛來(lái)運(yùn)送飲用水。在Carrolton凈水廠恢復(fù)運(yùn)行后，測(cè)試了超過(guò)300個(gè)水樣，其中大部分取自消防水龍頭。截至10月，只有11個(gè)樣品中的總大腸桿菌和1個(gè)樣品中的糞大腸桿菌指標(biāo)呈陽(yáng)性。
5教 訓(xùn)
卡特里娜颶風(fēng)暴露出由于管理失敗帶來(lái)的應(yīng)對(duì)不力以及城市基礎(chǔ)設(shè)施脆弱造成的嚴(yán)重后果。對(duì)排水、供水、污水處理系統(tǒng)的災(zāi)后評(píng)估指出了一些問(wèn)題，包括準(zhǔn)備不足、設(shè)施存在問(wèn)題和設(shè)計(jì)不良。堤壩系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和施工中的缺陷導(dǎo)致城市的防御系統(tǒng)面對(duì)風(fēng)暴和洪水時(shí)不堪一擊。根據(jù)獨(dú)立的堤壩調(diào)查團(tuán)隊(duì)的報(bào)告，工程上的缺陷包括設(shè)計(jì)中的細(xì)節(jié)、施工、操作和系統(tǒng)維護(hù)中出現(xiàn)的判斷失誤。設(shè)計(jì)和分析中設(shè)定的安全性和可靠性水平過(guò)低，對(duì)基礎(chǔ)土質(zhì)情況的調(diào)查和分析不足，為了節(jié)省工程投資導(dǎo)致了安全性和可靠性的降低。為了改善這一系統(tǒng)，USACE已經(jīng)計(jì)劃：①在3條主要運(yùn)河河口設(shè)置永久性閘門(mén)和泵站;②在堤壩背面、擋水墻地基和轉(zhuǎn)折點(diǎn)處用石頭或混凝土進(jìn)行加固以防止溢流造成的侵蝕。
至于排水系統(tǒng)的泵站，USACE提議加強(qiáng)那些特別容易遭受洪水影響的泵站。提議的強(qiáng)化工作包括備用電力和油料、提升關(guān)鍵設(shè)備的性能和對(duì)總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固使得泵站能在發(fā)生最嚴(yán)重的風(fēng)暴時(shí)正常運(yùn)行，發(fā)揮作用。地面以上的管線(xiàn)系統(tǒng)也需要加強(qiáng)。地下結(jié)構(gòu)對(duì)于保障整個(gè)系統(tǒng)有效運(yùn)行十分重要。備用發(fā)電機(jī)和飲用水泵能夠在緊急狀態(tài)下為維持系統(tǒng)運(yùn)行提供充足的保障。
可靠的電力對(duì)于飲用水處理十分重要，所有的凈水廠都應(yīng)該配備備用發(fā)電機(jī)。盡管Carrollton水廠有自己的獨(dú)立發(fā)電站，但是在颶風(fēng)期間由于水位上升而不得不關(guān)閉。因此，在洪水期間確保處理系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行的要害設(shè)施(如緊急電力供應(yīng)、過(guò)濾單元和消毒單元)周?chē)鷳?yīng)設(shè)置防洪設(shè)施，應(yīng)抬高電機(jī)、控制系統(tǒng)和其他關(guān)鍵設(shè)備的位置以防洪水淹沒(méi)，因?yàn)閷?duì)這些設(shè)備的腐蝕防護(hù)費(fèi)用是災(zāi)后恢復(fù)成本的主要部分。維持和儲(chǔ)備足夠的備用藥劑和濾料將能保障災(zāi)后快速恢復(fù)運(yùn)行。對(duì)配水系統(tǒng)的定期維護(hù)將能提高系統(tǒng)性能，在洪水來(lái)臨時(shí)減少漏失。替代凈水系統(tǒng)(如軍用膜處理系統(tǒng)、凈水容器)也能在凈水廠或配水系統(tǒng)毀壞時(shí)提供備用飲用水。瓶裝水可以作為救災(zāi)初期的首選飲用水源。從可靠水源地通過(guò)車(chē)輛運(yùn)來(lái)的飲用水可以用于大型臨時(shí)設(shè)施(如消毒站、臨時(shí)醫(yī)院、露天食堂)。對(duì)于這些現(xiàn)場(chǎng)制備水、瓶裝水和運(yùn)送來(lái)的水要建立相應(yīng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和檢驗(yàn)計(jì)劃。
東岸污水處理廠在設(shè)計(jì)選址時(shí)選在了新奧爾良地勢(shì)最低的地方，而現(xiàn)有的防洪措施在城市排水系統(tǒng)崩潰時(shí)不能保護(hù)水廠，因此如果要保證水廠的運(yùn)行，堤壩系統(tǒng)的完整性就十分關(guān)鍵。下水道系統(tǒng)需要得到維護(hù)，提升泵站中的關(guān)鍵設(shè)備需要提升到高于地面。S&WB還計(jì)劃將處理后的出水排到鄰近的濕地中，通過(guò)提供營(yíng)養(yǎng)鹽和淡水來(lái)促進(jìn)濕地的恢復(fù)。
從水質(zhì)而言，卡特里娜颶風(fēng)帶來(lái)的洪水并沒(méi)有給生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重威脅。除了Ponttrain湖因?yàn)槭占{了大部分泵出的城市積水而觀察到有輕微和短期影響之外，城市的排水也沒(méi)有給周邊水系造成大規(guī)模的沖擊。這反映出生態(tài)系統(tǒng)在消除污染方面的巨大潛能。然而，的確發(fā)生了由于皮膚接觸和誤食洪水導(dǎo)致的嚴(yán)重的健康問(wèn)題，因此應(yīng)該為救援人員和基礎(chǔ)設(shè)施重建人員提供適合的個(gè)人防護(hù)裝備。洪水受害者和救援人員都有必要進(jìn)行清洗消毒。
來(lái)源:中國(guó)給水排水 作者:Hou Ai-xin等
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