Sauberes Trinkwasser ist eine entscheidende Komponente für eine nachhaltige Entwicklung – von der Armutsbekämpfung bis hin zu Wirtschaftswachstum und ökologischer Nachhaltigkeit. Nach Angaben der Vereinten Nationen (UN) gibt es derzeit eine globale Wasserkrise, von der fast 2,2 Milliarden Menschen betroffen sind, die keinen Zugang zu sauberem Wasser haben. Um das Bewusstsein für die Krise zu schärfen und die globale Arbeit zur Förderung des Ziels 6 für nachhaltige Entwicklung: Sauberes Wasser und sanitäre Einrichtungen zu unterstützen, hat die UNO den 22. März zum Weltwassertag erklärt.
Um mehr über Innovationen in der Infrastruktur von Wassersystemen, die Rolle der Abwasserentsorgung während der COVID-19-Pandemie und die notwendigen Verbesserungen zu erfahren, um einen gleichberechtigten Zugang zu sauberem Wasser in Kanada zu gewährleisten, sprach The Gazette mit Queens Forscherin Sarah Jane Payne (Civil Engineering). Als Experte für aufkommende Wasserverunreinigungen und Wasserqualitätsmanagement arbeitete Dr. Payne zuvor im öffentlichen Dienst des Bundes, wo er Positionen in den Bereichen Wasser, Abwasser und Umweltpolitik und -regulierung für Umwelt und Klimawandel Kanada und Gesundheit Kanada innehatte. Bei Queen’s ist sie Co-Leiterin der Queen’s COVID-19 Wastewater Surveillance Initiative und Co-Direktorin der Drinking Water Quality Group (DWQG), einem angegliederten Forschungsprogramm des Contaminants of Emerging Concern-Research Excellence Network (CEC-REN). .
Können Sie uns mehr über die Drinking Water Quality Group und Einrichtungen wie das Drinking Water Distribution Lab (DWDL) im Queen’s erzählen und wie sie Ihre Forschung unterstützen?
Queen’s beherbergt zwei Weltklasse-Einrichtungen mit Labors in der Mitchell Hall und dem Drinking Water Distribution Lab (DWDL). Tatsächlich ist DWDL nur eine von zwei vollwertigen Forschungseinrichtungen weltweit und die einzige in Nordamerika. Als ich anfing, bei Queen’s zu arbeiten, stellte ich schnell fest, dass ich viele komplementäre akademische Interessen mit DWDLs Leiter Yves Filion (Bauingenieurwesen) hatte. Wir haben die Drinking Water Quality Group gegründet, um uns komplexe, kollaborative und interdisziplinäre Forschung vorzustellen und zu erforschen, Studenten zu rekrutieren und Queen’s als Zentrum für die Lösung kritischer Probleme in der Wasserindustrie zu positionieren.
Derzeit konzentriert sich die Gruppe darauf, die Verschlechterung der Trinkwasserqualität zu verstehen und vorherzusagen und nach Möglichkeiten zu suchen, dies zu verhindern, insbesondere durch die Analyse von Versorgungsdaten, die zum Zwecke der Einhaltung gesetzlicher Vorschriften erhoben wurden. Das DWDL ermöglicht es uns, in einer kontrollierten Umgebung zu forschen und die Ursachen für Trinkwasserverfärbungen oder die Ansammlung von Verunreinigungen an Rohrwänden zu untersuchen und zu lernen, wie sie optimal entfernt werden. Wir können in Mitchell Hall auch kleinere Experimente durchführen, die es uns ermöglichen, die Schlüsselmechanismen weiter zu isolieren. Durch die Kombination all dieses Wissens planen wir die Entwicklung von Werkzeugen für maschinelles Lernen, um Bereiche mit hohem Risiko für eine Verschlechterung der Wasserqualität vorherzusagen. Diese Art von Werkzeug für künstliche Intelligenz (KI) könnte es Versorgungsunternehmen ermöglichen, ihre Ressourcen zu optimieren, indem sie strategisch auf die richtigen Bereiche für die Wartung oder den Austausch problematischer Rohrmaterialien abzielen.
Was die Menschen möglicherweise überrascht zu wissen, beeinflusst ihre lokale Wasserqualität und welche Maßnahmen könnten ergriffen werden, um schädliche Auswirkungen zu minimieren?
Die Frage, die mir am häufigsten gestellt wird, lautet: Trinke ich Leitungswasser? Ich mache! Ich bin ein Enthusiast für Leitungswasser und teste gerne Leitungswasser in verschiedenen Städten. Die Herausforderung bei der lokalen Wasserqualität besteht darin, dass die Probleme sehr lokal begrenzt und sogar spezifisch für Ihr Zuhause sein können. Es ist wichtig, sich bewusst zu sein, auf welche Probleme Sie stoßen könnten, und zu wissen, wo Sie Ressourcen finden können, die Ihnen helfen können.
Meine beiden größten „lokalen“ Wasserversorgungsunternehmen sind private Brunnen und Versorgungsleitungen. Private Brunnen können kontaminiert werden und für die Nutzer Risiken wie Magen-Darm-Erkrankungen bergen. Das Wichtigste, was Eigentümer tun können, ist, ihre Brunnen routinemäßig auf mikrobielle Verunreinigungen zu testen. In Ontario sind diese Wassertests kostenlos und es gibt mehrere Ressourcen und Maßnahmen, die Eigentümer ergreifen können, um die Qualität ihres Brunnenwassers bei Bedarf zu verbessern.
Meine andere große Sorge gilt der Belastung durch Blei und seinen schädlichen Auswirkungen auf Säuglinge und Kinder als starkes Neurotoxin. Die größten Quellen von Blei im Trinkwasser stammen aus Bauinstallationsmaterialien, wie z. B. der Hausanschlussleitung, die das Verteilungssystem mit Ihrem Haus verbindet (erlaubt bis 1975), Blei-Zinn-Lot (erlaubt bis 1986) und Messingarmaturen, die bis zu 8 enthalten können Prozent Blei (erlaubt bis 2014). Je nach Alter des Hauses rate ich den Leuten, sich mit ihrem örtlichen Wasserversorger in Verbindung zu setzen, um zu fragen, ob in ihrer Nachbarschaft Leitungsleitungen zu erwarten sind oder nicht, und ihr Wasser bei Bedarf testen zu lassen. Wenn Blei vorhanden ist, gibt es mehrere Möglichkeiten, es zu beseitigen oder ein zertifiziertes Behandlungsgerät zu verwenden und Ihre Wasserhähne täglich zu spülen.
Wie haben Sie Ihre Abwasserforschung ausgerichtet, um COVID-19 zu begegnen? Ihr Team hat mit den Versorgungsunternehmen Kingston, Loyalist Township, der Stadt Cornwall und KFL&A Public Health zusammengearbeitet, um Übertragungstrends vor Ort zu überwachen. Planen Sie, auf Ihren Partnerschaften für zukünftige Kooperationen aufzubauen?
Einer meiner Studenten fragte mich, ob es einen Zusammenhang zwischen COVID-19 und Abwasser gebe. Auf der Suche nach einer Antwort las ich über einige frühe und wichtige Proof-of-Concept-Arbeiten aus den Niederlanden, die auch darauf hindeuteten, dass die SARS-CoV-2-Abwasserüberwachung sowohl ein Frühwarninstrument als auch eine nicht-invasive und kostengünstige Möglichkeit zur Überwachung sein könnte das Infektionsniveau in einer ganzen Gemeinde. Es gab anfangs viel Skepsis, ob dies überhaupt möglich sei, da die Erkennung fast eine Nadel in einem sehr unwirtlichen Heuhaufen ist. Durch hoch kooperative und offene Forschungsanstrengungen auf Provinzebene, national und weltweit hat die abwasserbasierte Epidemiologie jedoch einen Wirbelsturm wissenschaftlicher Entdeckungen und Erkenntnisse hervorgebracht.
Bei Queen’s leiten Stephen Brown (Chemie) und ich ein erstaunliches Team von Postdoktoranden, technischen Mitarbeitern, Absolventen, Studenten und Sommerstudenten, die unermüdlich im Labor arbeiten, um diese Technik zu verfeinern und ihre Anwendungsmöglichkeiten zu erkunden. Wir haben Pläne, die abwasserbasierte Epidemiologie voranzutreiben, um andere Viren und Bakterien als Frühwarnsystem für Entscheidungsträger im Bereich der öffentlichen Gesundheit zu überwachen. Wir sind auch bestrebt, die Analyse für andere Ziele zu optimieren und die Technik zu verfeinern, wenn sich die Anwendungen erweitern.
Unsere Versorgungsunternehmen und kommunalen Partner sind für dieses Projekt von entscheidender Bedeutung und bieten Probennahme und operatives Fachwissen zur Interpretation von Probenqualitätsproblemen. Wir geben die Daten an unsere Partner der öffentlichen Gesundheitsabteilung weiter und sie werden für deren Situationsbewusstsein und öffentliche Ressourcen verwendet, wie z. B. das COVID-19 in Wastewater-Dashboard von KFL&A Public Health. Es ist ein Privileg, eine Arbeit zu leisten, die für Entscheidungsträger im Bereich der öffentlichen Gesundheit hilfreich ist, und eine Ehre, mit den talentierten Mitarbeitern unseres Teams, unseren Partnern sowie unseren Kollegen in Ontario, Kanada und auf der ganzen Welt zusammenzuarbeiten. Dieses Projekt zur Bekämpfung von COVID-19 war die unerwartetste, herausforderndste, kooperativste und auch lohnendste Arbeit meiner Karriere. Ich freue mich sehr auf unsere zukünftige Zusammenarbeit und die Möglichkeit, die öffentliche Gesundheit durch Fortschritte in der Abwasserwissenschaft und -technik zu schützen.
Obwohl Kanada ein Süßwasserland ist, haben viele hier keinen Zugang zu sicherem und sauberem Wasser, insbesondere in indigenen Gemeinschaften. Die Bundesregierung hat Wasseraufbereitungssysteme und -infrastruktur als entscheidende Investitionen identifiziert, wobei der Schwerpunkt auf der Renovierung und Modernisierung bestehender Systeme liegt, um den Zugang zu erweitern. Welche Schlüsselinnovationen und -entwicklungen sind Ihrer Meinung nach erforderlich, um Kanadas alternde Wasserinfrastruktur für eine nachhaltige Zukunft umzurüsten?
Bei Innovationen und Entwicklung fallen mir zwei Dinge ein. Der erste ist ein gemeinschaftsbasierter Ansatz, um sicherzustellen, dass die Infrastruktur das ist, was eine Gemeinschaft will, braucht und betreiben und warten kann. Die zweite ist eine umfassende Definition von Nachhaltigkeit, die eine angemessene Finanzierung für Betrieb und Wartung, Ressourcen für die Rekrutierung, Schulung und Bindung von Talenten für den Betrieb und die Wartung dieser Infrastruktur sicherstellt und sicherstellt, dass die Infrastruktur robust, effizient, widerstandsfähig und bereit für den Klimawandel ist .
Wasser ist lebensnotwendig und ein universelles Bedürfnis. Wir müssen es wertschätzen, schützen, feiern und sicherstellen, dass wir alle darauf zugreifen können.