كيف يهدد التآكل إمدادات المياه السكنية وما يمكننا فعله حيال ذلك

هناك أكثر من 2.2 مليون ميل من البنية التحتية للمياه الجوفية في الولايات المتحدة الأمريكية، والتي تجاوز الكثير منها عمره الافتراضي. ومع تزايد عدد سكاننا والكوارث المرتبطة بالمناخ، مثل الفيضانات والأعاصير ودرجات الحرارة القصوى، التي تؤثر على هذه الأنظمة، يزداد خطر التآكل.

من السهل جدًا نسيان هذه المخاطر عندما تكون هذه الأنابيب مدفونة. إن عقلية "بعيدًا عن الأنظار بعيدًا عن الأذهان" تزيد من خطر انقطاع الخدمة وفشل الصحة العامة. هناك خطوات يجب على البلديات اتخاذها حتى تظل إمدادات المياه السكنية موثوقة وآمنة ومتاحة لجميع من يحتاجون إليها.

التآكل والبنية التحتية لمياه الشرب

عندما المعدن معرض للتآكل،, إنه يتعرض للتدهور التدريجي. في أنظمة مياه الشرب، يمكن أن يحدث ذلك داخليًا عندما يتفاعل الماء مع جدران الأنابيب وخارجيًا بسبب رطوبة التربة والملوحة والملوثات. سيؤدي التآكل إلى تحلل المعدن، وتسرب الرصاص والنحاس والحديد والمنغنيز إلى مياه الشرب. سيتراكم الصدأ ويضيق التدفق، مما يؤدي إلى فشل جدران الأنابيب وزيادة خطر الانكسار.

تتوقع وكالة حماية البيئة (وكالة حماية البيئة) أن أنظمة مياه الشرب لدينا ستتطلب أكثر من $470 مليار في الإصلاحات بحلول عام 2037 لتجنب زيادة المخاطر الصحية. التآكل هو السبب الرئيسي لهذا الثمن الباهظ.

الفيضانات والمياه المالحة وخطر التآكل المتزايد

لا أحد يريد سيناريو آخر في مدينة فلينت بولاية ميشيغان. تواجه البلديات قرارات صعبة، و لم يكن فلينت مختلفاً. وقد أدى نقل إمدادات المياه من ديترويت إلى نهر فلينت في عام 2014 إلى تعريض المجتمع المحلي لمخاوف صحية هائلة أدت في النهاية إلى تسليط الضوء عليها في الأخبار الوطنية ورفع دعاوى قضائية، مما أدى إلى تكاليف أعلى بكثير مما كان متوقعًا.

تقع بعض الخيارات المتعلقة بإدارة إمدادات المياه خارج نطاق عمليات صنع القرار في مجالس الإدارة المختارة أو مكاتب المدن. تتزايد التقلبات المناخية، مما يعرض الأنظمة لمخاطر تآكل أكبر، خاصة في المناطق الساحلية أو المنخفضة أو المعرضة للفيضانات. وهذا يتطلب المزيد من الاهتمام لتجنب ذلك:

• تشبع التربة وتدريع الأنود: سيؤدي ارتفاع منسوب المياه الجوفية إلى زيادة توصيلية البيئة المحيطة بالبنية التحتية المدفونة. وتتعزز حركة التيار الشارد، وتفشل الطلاءات الواقية المشبعة في العمل بفعالية. وهذا يخلق مناطق ناضبة الأكسجين التي تشجع التآكل المتأثر بالميكروبات (MIC).
• تسرب المياه المالحة: وتشهد المناطق الساحلية من ولاية ماين إلى فلوريدا بالفعل هبوب العواصف وارتفاع مستوى سطح البحر. ومن ثم يتم إدخال المياه المالحة في الأنظمة التي تم تصميمها في الأصل لاستخدام المياه العذبة. الملح (خاصة أيونات الكلوريد) شديد العدوانية تجاه المعادن مثل الفولاذ والنحاس. سوف تخترق مياه الفيضانات المحملة بالملح صناديق الصمامات والصنابير والغرف الميكانيكية. انظر فقط إلى إعصار كاترينا عام 2005 عن دليل على وجود مثل هذا الضرر.  
• درجات الحرارة القصوى والتحولات الأرضية: سيؤدي التحول في دورات التجميد-الذوبان المفاجئة إلى تصدع وإزاحة الطلاءات الواقية أو أنظمة خطوط الأنابيب والخزانات المدفونة بالكامل. وفي اللحظة التي ينكسر فيها الحاجز الواقي، يبدأ التآكل في العمل. سيؤدي تحول التربة بسبب نفس العمليات إلى إجهاد الوصلات فعليًا، مما يؤدي إلى حدوث تسربات وزيادة بدء التآكل.

حقيقة الأمر هي أن تغير المناخ يتسبب في زيادة مخاطر العناصر المسببة للتآكل. هناك سبب سلاح المهندسين بالجيش الأمريكي إصدار خطط محدثة للتكيف مع تغير المناخ. لم يعد هذا الأمر مجرد قلق نظري.

لماذا يجب أن يهتم أصحاب المنازل

كلما زاد تعرض المرافق البلدية والبنية التحتية للتآكل، كلما زاد الخطر على النساء والرجال والأطفال الذين يحصلون على المياه داخل منازلهم. سيتسرب الرصاص إلى المياه، وسيقل الضغط. حتى أن شيئًا بسيطًا مثل تسرب لم يتم إصلاحه يمكن أن يؤدي إلى ارتفاع فواتير الخدمات الشهرية.

قد يكون منزلك في خطر إذا:

• تم بناؤه قبل عام 1986
• يمكنك تذوق طعم المعدن في مائك، أو تغير لونه
• كنت تعيش في المناطق الساحلية أو المناطق المعرضة للفيضانات
• تشمل السباكة الخاصة بك الفولاذ المجلفن

يؤدي التآكل إلى الإضرار بالسباكة الداخلية. سيؤدي ذلك إلى إصلاحات باهظة الثمن، وتراجع جودة المياه، وانخفاض قيمة العقارات، واحتمال أكبر للمخاطر الصحية (خاصة بالنسبة للأطفال الصغار والنساء الحوامل).

كيف يكافح المهندسون تآكل البنية التحتية للمياه

الخبر السار هو أن هناك مساعدة متاحة. قد يكون التآكل أمرًا حتميًا، ولكن باستخدام الأدوات المناسبة، يمكن التحكم فيه أيضًا. يعد المحترفون ذوو الخبرة المباشرة في علم التآكل والحماية الكاثودية والهندسة البيئية أمرًا بالغ الأهمية لضمان سلامة أنظمة المياه البلدية وطول عمرها.

يوفر استخدام أنظمة الحماية الكاثودية ضمانًا متقدمًا ومراقبًا يعيد توجيه نشاط التآكل بعيدًا عن خطوط الأنابيب والخزانات والمرافق الأخرى الحرجة (مثل محطة معالجة المياه). عند تصميمها وصيانتها بشكل صحيح، يمكن أن يؤدي ذلك إلى إطالة عمر الموارد لعقود، خاصةً عند دمجها مع مستشعرات إنترنت الأشياء (إنترنت الأشياء) والحوسبة السحابية وتكامل التعلم الآلي.

كما سيوصي المهندسون المتمرسون أيضاً بمواد مقاومة للتآكل ويقومون بتركيبها. فبدلاً من النحاس والصلب المجلفن وأنابيب الرصاص من الأنظمة القديمة، يمكن إدخال مواد جديدة مثل البولي إيثيلين عالي الكثافة أو PVC. ويضمن حديد الدكتايل المبطن بالإيبوكسي أو الطلاءات المبطنة بالإيبوكسي أو الطلاءات المبطنة بالاندماج حماية خطوط الأنابيب المدفونة بشكل جيد. وحتى شيء بسيط مثل التجهيزات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ يقلل من التعرض للملوحة.

يجب التركيز على الطلاءات والبطانات الواقية، مثل الطلاءات الإيبوكسية على الأنابيب الفولاذية أو بطانات الملاط الأسمنتي داخل أنابيب المياه الرئيسية. إلا أن هذه كلها تتطلب صيانة دورية ومراقبة في الوقت الحقيقي.

وهذا هو السبب في أن العمل مع فرق مثل فريقنا في دريم الهندسية أمر بالغ الأهمية. فأنت تريد تلك المسوحات المتقدمة للتآكل واختبار مقاومة التربة للتأكد من أن البيئة المحيطة لن تتسبب في أضرار مستقبلية. على أقل تقدير، يمكنك الاستعانة بفريق مثل فريقنا لإعداد تقارير التدقيق المستقبلي أو تقدير التقارير عند التفكير في الحماية الكاثودية التي يجب استخدامها للبنية التحتية للمياه.

ما الذي يمكن أن تفعله البلديات

غالباً ما تقع مسؤولية توفير مياه شرب نظيفة وآمنة ومفيدة على عاتق البلديات ومجالس الإدارة. ويمكن أن يشكل ذلك تحدياً حقيقياً في ظل تشديد الميزانيات وتأثير التغير المناخي على أفضل استخدام للموارد المتاحة. النهاية والنتيجة هي أن التآكل وغالبًا ما تتأخر الإدارة لصالح وضع آخر "أكثر أهمية".

للمساعدة في منع حدوث مثل هذه الحالات، ينبغي للبلدية ذات التفكير المستقبلي أن تقوم بما يلي:

• قم بجدولة وإجراء تقييمات منتظمة للمخاطر للبنية التحتية الأكثر عرضة للخطر
• تنفيذ أجهزة مراقبة ذكية مثل التعلم الآلي وإنترنت الأشياء وأنظمة الحماية الكاثودية
• التخطيط لبنية تحتية "مقاومة للمناخ" تعيد تصميم الأنظمة لتتحمل الفيضانات والتعرض للملوحة وتغيرات درجات الحرارة
• الشراكة مع المتخصصين الذين يمكنهم تقديم تخطيط التآكل على المدى الطويل

من الضروري أن تدرك البلديات الوفورات في التكاليف على المدى الطويل وتقليل المخاطر الصحية المرتبطة بهذه التدابير، بدلاً من التركيز فقط على التكاليف الأولية. من المرجح أن يكون إجراء هذه التغييرات الآن أكثر فعالية من حيث التكلفة من تأخير التصويت لسنوات أو عقود في المستقبل عندما يفوت الأوان.

ما الذي يمكن أن يفعله أصحاب المنازل

في حين تتحكم البلديات في معظم البنية التحتية للمياه، يمكن لأصحاب المنازل اتخاذ عدة خطوات للحد من مخاطر مشاكل المياه المرتبطة بالتآكل. تستخدم الكثير من المجتمعات الريفية الآبار أو لديها أنظمة قديمة تحتاج إلى تغيير. يجب على صاحب المنزل المسؤول أن يأخذ بعين الاعتبار:

• إجراء اختبارات سنوية للمياه للكشف عن المعادن والفلزات ومستويات الأس الهيدروجيني/الصلابة للكشف عن تهديدات التآكل
• التحقق من نوع السباكة المثبتة بالفعل في المنزل للتأكد من عدم احتوائها على نحاس أو رصاص أو فولاذ مجلفن محفوف بالمخاطر
• تركيب فلترة متقدمة للمياه عند نقطة الاستخدام، خاصة في المنازل التي بها أطفال صغار السن
• تشغيل الماء البارد لمدة 30-60 ثانية قبل الشرب للتخلص من أي ملوثات محتملة

إن القليل من التثقيف العام يقطع شوطاً طويلاً نحو تقليل المخاطر الصحية للسكان. وينبغي أن تأتي التوعية من السلطات البلدية ومنظمات الصحة العامة، ولكن يجب أن تكون مدعومة بمعرفة وخبرة شركات هندسية مرموقة، مثل شركة دريم الهندسية.

صحة البنية التحتية هي الصحة العامة

قد لا يكون خطر التآكل مثيرًا للاهتمام مثل فضيحة سياسية أو حريق هائل يتسبب في إلحاق الضرر بمنطقة وسط المدينة. المشكلة هي أن هذا التهديد الصامت والمستمر سيؤثر على مياه الشرب لملايين المنازل. وبمجرد أن يتضرر النظام أو تتسرب الملوثات إلى البنية التحتية، يزداد الخطر أضعافاً مضاعفة.

يجب أن يحتل التخفيف من خطر الأحداث المرتبطة بتغير المناخ مثل الفيضانات والتعرض للمياه المالحة والأعاصير وغيرها من الكوارث مركز الصدارة. يعد التصميم الذكي وعلوم المواد والمراقبة الاستباقية من الأمور الحاسمة للصيانة الوقائية.

العمل مع فريقنا في هندسة دريم يضمن لك وجود شريك ذي خبرة يمكنه تقديم المشورة والتصميم في أنظمة الحماية الكاثودية وحلول المراقبة المتقدمة. نحن على استعداد لدعم الجيل القادم من أنظمة المياه المرنة.