유틸리티, 학계 및 컨설턴트로 구성된 다학제 연구팀이 산불의 영향에 대한 수처리 복원력을 향상시키기 위한 연구를 개발하고 지침을 발표하기 위해 한자리에 모였다.

물 안보에 중요한 삼림 유역은 전 세계에서 접근 가능한 담수의 75%(유엔 식량농업기구 2021)를 제공하고 북미에 거주하는 주민의 3분의 2 이상에게 식수를 공급한다(EPA 2019). 기후 변화로 인한 기온 상승과 강수 패턴의 변화로 인해 산불의 발생 빈도와 심각도는 전 세계적으로 증가하고 있다. 산불은 비용이 많이 드는 장기적인 수처리 문제를 야기할 수 있다.

이러한 문제에는 여과 효과, 소독 효능, 소독 부산물 생성의 증가, 문제가 되는 시아노박테리아·조류 번식으로 이어지는 생물학적 가용 인(P)의 증가가 포함된다.

브라운엔 콜드웰(Brown and Caldwell)의 린 스티븐스(Lynn Stephens), 맥 기포드 박사(Dr. Mac Gifford) 및 포틀랜드 수도청(Portland Water Bureau, PWB)의 요네 아카기(Yone Akagi), 워털루 대학교(University of Waterloo)의 모니카 에멜코 박사(Dr. Monica Emelko) 등으로 구성된 주요 연구팀이 이끄는 물 연구 재단(Water Research Foundation, WRF) 프로젝트 #5168은 재단의 신흥 기회 프로그램과 PWB의 자금 지원을 받고 있다.

PWB는 하루에 1억3천500만 갤런의 정수 시설을 새로 설계하고 있다. 이 연구는 산불 등으로 인한 처리 변환의 우선 순위를 정하는 방법을 제공할 것이다. 다른 재정 지원 파트너로는 메트로 밴쿠버, 메드포드 물 위원회, 시티 오브 그랜츠 패스가 있다.

연구팀은 13만8천 에이커 이상으로 확산된 2020년 리버사이드 화재(Riverside Fire)에서 PWB가 수집한 많은 양의 재를 포함하여 과거 여러 북서쪽 화재의 재 특성을 평가할 예정이다. 시애틀 공공시설과 메트로 밴쿠버가 각각 2022년 볼트크리크 화재와 미네카다 화재에서 수거한 재도 분석된다.

이 프로젝트는 이미 유틸리티 간의 성곡적인 협력을 통해 활성화된 화재 구역에서 많은 양의 재를 수집했다. 연구팀은 다양한 처리 전략의 효과를 평가하기 위해 많은 양의 재를 벤치 및 파일럿 규모로 처리 실험할 것이다. 또한 처리 과정 전반에 걸쳐 유기물 및 영양소 변화를 완전히 특성화하기 위한 전문 분석 모니터링이 사용될 것이다.

린 스티븐스는 “산불이 식수 공급에 영향을 미치는 일이 점점 더 흔해지고 있다. 이 연구는 유틸리티에 산불을 포함하지만 이에 국한되지 않는 기후 변화로 악화된 조경 교란에 대한 처리 복원력을 최적으로 향상시키는 방법에 대한 지침을 제고할 것이다"라고 말했다.

이 연구의 주요 결과는 산불 영향에 대응하면서 규제, 공중 보건 및 생산 요구 사항을 계속 충족하기 위해 즉시 사용 가능한 수처리 공정에 대한 적응의 우선순위를 정하는 것이다. 이 프로젝트는 15개월이 소요될 것으로 예상된다. 완료되면 프로젝트 보고서사 게시되고 결과는 WRF 웹캐스트를 통해 업계에 제공된다.

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Research project underway to prepare water utilities for wildfire events

Findings to help drinking water utilities increase treatment resilience to wildfires

A multi-disciplinary team of utilities, academia, and consultants have convened to develop a study and publish guidance to improve water treatment resilience against the impacts of forest fires.

Critical to water security, forested watersheds provide 75 percent of the world’s accessible freshwater (Food and Agriculture Organization of United Nations 2021) and supply drinking water for more than two-thirds of North American consumers (EPA 2019). The frequency and severity of forest fires have been increasing globally with warming temperatures and shifting precipitation patterns due to climate change. Wildfires can cause costly, long-term water treatment issues that push water treatment processes beyond their design and operational response capabilities.

Such issues include filtration effectiveness, disinfection efficacy, the elevation of disinfection by-product formation, and increased bioavailable phosphorus leading to problematic cyanobacterial/algal blooms.

Led by a principal research team of Lynn Stephens (Brown and Caldwell), Dr. Mac Gifford and Yone Akagi (Portland Water Bureau), and Dr. Monica Emelko (University of Waterloo), Water Research Foundation (WRF) project #5168 is funded by the foundation’s Emerging Opportunities Program and the Portland Water Bureau (PWB).

PWB is designing a new greenfield 135 million gallons per day water filtration facility. This study will inform how to prioritize treatment changes due to wildfires and other events. Additional in-kind partners include Metro Vancouver, Medford Water Commission, and the City of Grants Pass.

The team will assess the ash characteristics of several past Northwest fires, including large amounts of ash collected by PWB from the 2020 Riverside Fire, which spread to over 138,000 acres. Ash collected by Seattle Public Utilities and Metro Vancouver from the 2022 Bolt Creek Fire and Minnekhada Fire, respectively, will also be analyzed.

This project has already been a successful collaboration between utilities to collect such large amounts of ash in an active fire zone. The team will use the large amounts of ash to conduct bench- and pilot-scale treatment experiments to evaluate the effectiveness of different treatment strategies. Moreover, specialized analytical monitoring to fully characterize organics and nutrient changes throughout the treatment process will be utilized.

Lynn Stephens, Brown and Caldwell 

“It is becoming more common for wildfires to impact drinking water supplies. This study will equip utilities with guidance on how to best enhance treatment resilience to climate change-exacerbated landscape disturbances, including but not limited to wildland fire.”

A key outcome of the study will be the prioritization of readily available adaptations to the water treatment process to respond to wildfire impacts and still meet regulatory, public health, and production requirements. The project is anticipated to take 15 months. Upon completion, a project report will be published and findings presented to the industry via a WRF webcast.

About The Water Research Foundation

The Water Research Foundation (WRF) is the leading research organization advancing the science of all water to meet the evolving needs of its subscribers and the water sector. WRF is a nonprofit, educational organization that funds, manages, and publishes research on the technology, operation, and management of drinking water, wastewater, reuse, and stormwater systems—all in pursuit of ensuring water quality and improving water services to the public. For more information, visit www.waterrf.org

[출처 = Brown and Caldwell(https://brownandcaldwell.com/2023/01/wrf-project-5168/) / 2023년 1월 17일]