編者按

8月25日晚，四級颶風(fēng)“哈維”在美國得克薩斯州南部沿海地區(qū)登陸，颶風(fēng)帶來的強降雨導(dǎo)致美國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”已在美國造成33人死亡，數(shù)萬人撤離，得州數(shù)十個縣被洪水淹沒，經(jīng)濟損失可能超過千億美元。而在2005年8月29日，美國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了嚴(yán)重的洪水。作為美國重要港口的新奧爾良，有超過80%的面積被淹沒，遭受到了嚴(yán)重的財產(chǎn)損失和人員傷亡。本文著重介紹了卡特里娜颶風(fēng)對新奧爾良市排水、供水和污水處理系統(tǒng)的影響，并介紹了在颶風(fēng)過后為恢復(fù)這些系統(tǒng)采取的補救措施；同時討論了地表水、地下水和瓶裝水等的水質(zhì)問題，以及在今后的防災(zāi)救災(zāi)工作應(yīng)進行的準(zhǔn)備；另外還提供了在颶風(fēng)過后幾周和幾個月內(nèi)應(yīng)對市區(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Pontchartrain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年之后城市擴展到原先是沼澤的地方，并建立了精密的運河和泵站來防止地下水的滲流淹沒城市。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Pontchartrain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地帶。沿河、沿湖的堤岸和擋水墻用來阻止洪水。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)計時考慮了經(jīng)濟和減少受納水體污染的因素，于1895年完成。在最初的計劃中，排水系統(tǒng)包括一系列運河和提升泵站，將水從低于海平面的集水點提升到海平面或以上。設(shè)計預(yù)計由地下水滲流和雨水引起的地表徑流會被集中到開放或封閉的運河中，在必要時通過一系列泵站提升到主運河內(nèi)。泵站將水從各處的運河排入更大的運河，并最終排入主運河，排入主運河的水通過中間提升泵站和一系列排水運河進入Pontchartrain湖和Borgne湖。

這一排水系統(tǒng)于1897年開始動工，直到現(xiàn)在仍在不斷擴建和改造。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臺排水泵，總排水量達到1.14×108m3/d。10座排水泵站的電力來自用天然氣和柴油發(fā)電的25Hz發(fā)電機，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。

1.2

污水處理系統(tǒng)

下水道系統(tǒng)于1903年開工建造，包括2335km長的干管、支管（其中2173km為重力流管線，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44萬人。原水取自橡樹街取水站和工業(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水廠的供電來自25Hz交流發(fā)電機，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個閥門、17500個消防栓和160000具入戶總表。

2卡特里娜颶風(fēng)對供、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。與臨近颶風(fēng)中心的地區(qū)相比，新奧爾良市的風(fēng)力相對減弱，持續(xù)風(fēng)力為31~35m/s（115~125 km/h），屬于1級或2級颶風(fēng)。新奧爾良在受到颶風(fēng)影響期間的總降水量達到345mm。新奧爾良排水系統(tǒng)的設(shè)計能力是應(yīng)對第1小時25mm的降水量和之后每小時12.5mm的降水量。盡管排水系統(tǒng)不可能應(yīng)對得了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)的逆時針旋轉(zhuǎn)，風(fēng)浪在位于颶風(fēng)中心經(jīng)過路徑的東部最大，為5.2~8.5m。在颶風(fēng)運動路徑以西的東新奧爾良，風(fēng)浪達到4.6~5.8m。Pontchartrain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擋水墻的海浪侵蝕地基造成的，只有少數(shù)決口沒有出現(xiàn)洪水漫過的痕跡。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深的積水淹沒了電站，包括鍋爐房。除了被淹之外，機修車間、倉庫、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，濾池控制器失靈，濾料貯存區(qū)也被淹沒），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)電機后很快恢復(fù)了滿負(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）的飲用水水車供水。

新奧爾良的配水系統(tǒng)持續(xù)多日無法正常工作，出現(xiàn)的問題包括爆管、消防栓折斷、閥門失靈和水泵損壞。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。樹木被連根拔起，是造成地下管線破裂的普遍原因。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、墜落的樹木、汽車和被洪水搬運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圍的壓力，可能造成許多小的裂口，這使得在泵站恢復(fù)后很難維持長距離管網(wǎng)的水壓。洪水引起的土壤松動損壞了地下設(shè)施，埋地鋼管陰極保護系統(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土層增加的壓力而受到更大壓力。管道固定裝置的松動和樹木的連根拔起導(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。整個水廠除了污泥焚燒爐大樓三、四層之外都被淹沒。洪水和與之而來的流失土壤導(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，但是土壤的松動導(dǎo)致出水渠道的外壁分離。一個純氧活性污泥反應(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、煙囪毀壞以及多膛爐和流化床的結(jié)構(gòu)、機械損壞而失效。

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，進入海灣出口運河（MRGO）和海灣內(nèi)岸航道（GIWW）的大浪快速涌入內(nèi)河航運運河的連接處，并在沿該運河的堤岸上造成了嚴(yán)重的決口。有兩個主要決口（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個決口。

從新奧爾良到Pontchartrain湖的3條主要內(nèi)河——倫敦大道運河、十七街運河和奧爾良運河發(fā)生了決口，導(dǎo)致了淹沒整個城市大部分地區(qū)的災(zāi)難性洪水，使得至少588人死亡。第一個主要決口有18m寬，發(fā)生在倫敦大道運河的東部擋水墻（距入湖口14個街區(qū)）；第二個決口寬度達125m，發(fā)生在倫敦大道運河的西側(cè)擋水墻（距入湖口7個街區(qū)）；第三個主要決口有135m寬，發(fā)生在十七街運河?xùn)|岸擋水墻（距入湖口6個街區(qū)）。洪水還通過奧爾良運河南端進入了城市，那里在I-610高速公路附近的6號泵站北面有大約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、缺乏外部電力和對操作工的保護不充分，大部分泵站都被迫關(guān)閉，有些泵站使用備用發(fā)電機一直保持運行。但是，被排入奧爾良運河的水又通過運河頂部決口的擋水墻重新進入城市。在奧爾良區(qū)，19座主要泵站被淹沒，其中15座由于操作間和控制間地面被淹沒而遭受嚴(yán)重破壞，另外4個泵站只淹到了泵房較低的地方，有3座泵站沒有被淹。吸水口填滿了雜物，金屬部件被腐蝕。沒有被淹沒的泵站也遭受了雨水對馬達和控制中心的損壞。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

3.1

災(zāi)后響應(yīng)

2005年 8月 29日 ，美國總統(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)署秘書長Michael O. Leavitt宣布在路易斯安納州、阿拉巴馬州、佛羅里達州進入公眾健康緊急狀態(tài)。參加救災(zāi)行動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)難評估和重建工作幾乎同時啟動。新奧爾良排水與給水委員會（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）向災(zāi)區(qū)派遣了600名專家，并和環(huán)保局（EPA）一起指導(dǎo)環(huán)境健康和居住地評估，以便辨別會限制城市居民重新居住的環(huán)境健康風(fēng)險和基礎(chǔ)設(shè)施破壞。2005年9月6日，國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究所派遣一支勘測隊伍檢測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日開始，采用直升機向決口空投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，運河河口被封閉，該城市開始采用75cm和105cm直徑的便攜式水泵排水。9月6日排水工作在1號、10號、19號泵站以及之后的6號和3號泵站恢復(fù)運行后得到加強。當(dāng)排水工作開始后，在十七大街運河河口的樁壩上開了一個12m寬的開口以便于排水流進湖里。當(dāng)運河的水平面降低后，堤壩得到了維修。

對東新奧爾良工業(yè)運河上的決口未進行封堵，以便淹沒地區(qū)的洪水靠重力排出。決口還被加寬以加速向Pontchartrain湖排水。在St. Bernard區(qū)的GIWW河上也做了幾處決口排洪，因為此時堤外的水平面已經(jīng)低于淹沒地區(qū)。所有的決口直到洪水淹沒地區(qū)和湖面平齊時才被封堵。然后用臨時水泵和沿Pontchartrain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Pontchartrain湖容積的5%）之后，城中的水被徹底排干。在排水期間，美國陸軍工程兵團（USACE）在3條主要運河上通過人工曝氣的方法，使得水被排入Pontchartrain湖之前增加其中的溶解氧濃度。在修復(fù)決口時，USACE和S&WB開始檢查和修復(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個區(qū)的市民發(fā)布了將自來水煮沸飲用的要求。美國農(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。在救災(zāi)期間，共運送了3.1×104m3飲用水和超過8626t的冰。8月31日，在采用汽油動力的水泵將發(fā)電間的洪水排出后，Carrollton水廠的發(fā)電機恢復(fù)工作。在將水、垃圾和污泥清除后，對大樓和設(shè)備進行了消毒，同時對水廠的結(jié)構(gòu)、機械、電氣情況進行了評估，隨后制訂了維修和更換計劃。維修工作在水被排干之后立即開始，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。水廠于9月11日恢復(fù)正常，雖然只是將原水進行混凝處理，過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整個配水系統(tǒng)進行沖洗和消毒非常困難。據(jù)估計有32×104m3/d的自來水(約占進入管網(wǎng)總水量的2/3)通過裂口泄漏到地下。到2006年6月，大約修補了17 000處裂口。此后，采用泄漏探測器確定漏失位置，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地區(qū)的供水。剩下的被洪水淹沒的地區(qū)（如工業(yè)運河以東市區(qū)和東新奧爾良）直到2007年6月還一直沒有供水。2005年12月8日，LDHH取消了對新奧爾良東區(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)之后不能完全運轉(zhuǎn)。在維修之前的較短時間里，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，現(xiàn)場的排水工作于2005年9月8日啟動，9月28日結(jié)束，污水廠于10月16日恢復(fù)運行，但是僅有初級處理而且沒有達到滿負(fù)荷運行。通過采用便攜式設(shè)備，二級處理工藝于11月16日恢復(fù)運行，不過尚未達到滿負(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，電機被拆卸烘干。全部的鋼鐵部件和車輛也必須檢修。由運輸車輛向污水廠供氧。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)二級處理工藝。

污水收集系統(tǒng)的恢復(fù)工作進展緩慢。這項工作必須面對地下管道破裂使得地下水滲漏進系統(tǒng)造成的問題。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有完全得到評估。由于多座被淹沒的提升泵站沒有恢復(fù)運行，該系統(tǒng)仍處于超負(fù)荷運行狀態(tài)。臨時水泵被用來排出街道的污水。由于經(jīng)費的原因，全系統(tǒng)的維修還沒有完全展開。

4水質(zhì)情況

4.1

洪水

從環(huán)境影響和公共健康的立場出發(fā)，卡特里娜颶風(fēng)引發(fā)的洪水是主要的關(guān)注對象。污水泄漏、淹沒的車輛、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源。風(fēng)暴過后5天，環(huán)保局和路易斯安納州環(huán)境質(zhì)量部（LDEQ）合作開展對新奧爾良洪水的測試，發(fā)現(xiàn)只有某些地點的鉛超出了飲用水標(biāo)準(zhǔn)和/或有毒物質(zhì)與疾病注冊局（ATSDR）/CDC健康指導(dǎo)值，但是不會對人體健康造成威脅。

生物測試表明，洪水中大腸埃希氏桿菌大量增加，某處濃度最高超過EPA推薦標(biāo)準(zhǔn)初級接觸水限值近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)�業(yè)醫(yī)療人員報告癥狀。

Pardue等報告說，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。其濃度比之前報道的洪水中濃度高2~3個數(shù)量級，最高的總VOC濃度為30µg/L，其中只有苯超過了EPA飲用水最高濃度限值。

4.2

地表水

在卡特里娜颶風(fēng)過后幾天，人們對洪水排入Pontchartrain湖的前景產(chǎn)生了普遍擔(dān)心。洪水的特點是溶解氧濃度低、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，在運河內(nèi)和Pontchartrain湖靠近運河河口處的表層水中約一周時間由嚴(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歸功于湖水的物理混合。洪水中的高營養(yǎng)鹽在排水入運河河口處造成了小規(guī)模的藻華，但是沒有發(fā)生由颶風(fēng)引起的長時間的藻類暴發(fā)。

Hou Ai-xin等調(diào)查了排水過程中Pontchartrain湖表層水中病原微生物指示菌和重金屬的時空特征。2005年9月19日和9月28日，在從十七大街運河河口，也就是Metairie泵站排水管口處開始的3個斷面上采集了水樣，測定結(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EPA水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，不過在排水兩月后恢復(fù)到颶風(fēng)之前的水平。這些結(jié)果表明，排水給湖泊帶來了高病原菌負(fù)荷，不過持續(xù)時間很短。美國地質(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河水中檢出了幾種病原菌(霍亂弧菌和軍團菌在排水不久后的樣品中的濃度要遠(yuǎn)高于3個月之后的)。雖然在湖水中沒有檢測到賈第蟲和隱孢子蟲，但是在運河中有檢出。值得一提的是，在新奧爾良被水淹沒和未被水淹地區(qū)的沉積物中都發(fā)現(xiàn)糞大腸桿菌濃度增加。雙歧桿菌檢測和細(xì)菌多樣性分析表明，沉積物中檢出的細(xì)菌來自人類。流行病調(diào)查研究強烈建議評估洪水帶來的沉積物對人類健康的影響。

Hou Ai-xin等對十七大街運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Pontchartrain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間長和缺氧環(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Pontchartrain湖造成的影響很小。

排水后尚缺乏對于Violet Marsh、MRGO和Lake Borgne的水質(zhì)評價。由于Violet沼澤地處Pipeline運河和FortyArpent運河之間，推測可能收納了排水中大部分污染物。USACE啟動了一項研究來評估泵出的洪水對沼澤沉積物的影響。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)時水的氧化還原電位較低時。EPA在Borgne湖中進行了腸球菌檢測，但是沒有發(fā)現(xiàn)陽性結(jié)果。

雖然沒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�、城市汽油和化學(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)沒有被污染。LDEQ和EPA仔細(xì)監(jiān)測了進入凈水廠的水質(zhì)情況，沒有無機和有機污染物超出飲用水標(biāo)準(zhǔn)。在Carrolton水廠采集的一個水樣中檢出了超過娛樂、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140處漏油，總共有3×104m3的石油泄漏。美國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)的沼澤和幾條運河。雖然在下游的Belle Chasse檢出一些污染物，總體來說，密西西比河的水質(zhì)沒有受到泄漏的影響。

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。通過和LDEQ、路易斯安納地質(zhì)調(diào)查合作，USGS沿Pontchartrain湖北岸選擇了一些淺層地下水井開展了水質(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)浪對水井的影響包括來自Pontchartrain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，至今沒有遭受有機污染的報道。

4.4

飲用水和瓶裝水

在Carrolton凈水廠恢復(fù)運行之前，向用戶供應(yīng)的是由Algiers凈水廠（或周邊其他經(jīng)檢驗核準(zhǔn)的水廠）生產(chǎn)并運送來的飲用水。FEMA提供瓶裝水。食品級的卡車被用來送水。不過水質(zhì)控制很難，因為真空油槽車、運輸化學(xué)品的卡車或運輸油田廢料的車有時也用來送水，而且車中裝的水有時來自未經(jīng)檢驗的水源。市里的一些企業(yè)和旅館使用非飲用容器盛飲用水。盡管沒有相關(guān)疾病的報道，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)和類似工作的車輛來運送飲用水。在Carrolton凈水廠恢復(fù)運行后，測試了超過300個水樣，其中大部分取自消防水龍頭。截至10月，只有11個樣品中的總大腸桿菌和1個樣品中的糞大腸桿菌指標(biāo)呈陽性。

5教 訓(xùn)

卡特里娜颶風(fēng)暴露出由于管理失敗帶來的應(yīng)對不力以及城市基礎(chǔ)設(shè)施脆弱造成的嚴(yán)重后果。對排水、供水、污水處理系統(tǒng)的災(zāi)后評估指出了一些問題，包括準(zhǔn)備不足、設(shè)施存在問題和設(shè)計不良。堤壩系統(tǒng)的設(shè)計和施工中的缺陷導(dǎo)致城市的防御系統(tǒng)面對風(fēng)暴和洪水時不堪一擊。根據(jù)獨立的堤壩調(diào)查團隊的報告，工程上的缺陷包括設(shè)計中的細(xì)節(jié)、施工、操作和系統(tǒng)維護中出現(xiàn)的判斷失誤。設(shè)計和分析中設(shè)定的安全性和可靠性水平過低，對基礎(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)計劃：①在3條主要運河河口設(shè)置永久性閘門和泵站；②在堤壩背面、擋水墻地基和轉(zhuǎn)折點處用石頭或混凝土進行加固以防止溢流造成的侵蝕。

至于排水系統(tǒng)的泵站，USACE提議加強那些特別容易遭受洪水影響的泵站。提議的強化工作包括備用電力和油料、提升關(guān)鍵設(shè)備的性能和對總體結(jié)構(gòu)進行加固使得泵站能在發(fā)生最嚴(yán)重的風(fēng)暴時正常運行，發(fā)揮作用。地面以上的管線系統(tǒng)也需要加強。地下結(jié)構(gòu)對于保障整個系統(tǒng)有效運行十分重要。備用發(fā)電機和飲用水泵能夠在緊急狀態(tài)下為維持系統(tǒng)運行提供充足的保障。

可靠的電力對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。盡管Carrollton水廠有自己的獨立發(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)運行的要害設(shè)施（如緊急電力供應(yīng)、過濾單元和消毒單元）周圍應(yīng)設(shè)置防洪設(shè)施，應(yīng)抬高電機、控制系統(tǒng)和其他關(guān)鍵設(shè)備的位置以防洪水淹沒，因為對這些設(shè)備的腐蝕防護費用是災(zāi)后恢復(fù)成本的主要部分。維持和儲備足夠的備用藥劑和濾料將能保障災(zāi)后快速恢復(fù)運行。對配水系統(tǒng)的定期維護將能提高系統(tǒng)性能，在洪水來臨時減少漏失。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。從可靠水源地通過車輛運來的飲用水可以用于大型臨時設(shè)施（如消毒站、臨時醫(yī)院、露天食堂）。對于這些現(xiàn)場制備水、瓶裝水和運送來的水要建立相應(yīng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和檢驗計劃。

東岸污水處理廠在設(shè)計選址時選在了新奧爾良地勢最低的地方，而現(xiàn)有的防洪措施在城市排水系統(tǒng)崩潰時不能保護水廠，因此如果要保證水廠的運行，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，提升泵站中的關(guān)鍵設(shè)備需要提升到高于地面。S&WB還計劃將處理后的出水排到鄰近的濕地中，通過提供營養(yǎng)鹽和淡水來促進濕地的恢復(fù)。

從水質(zhì)而言，卡特里娜颶風(fēng)帶來的洪水并沒有給生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重威脅。除了Pontchartrain湖因為收納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人防護裝備。洪水受害者和救援人員都有必要進行清洗消毒。

（本文根據(jù)發(fā)表于《中國給水排水》2008年第4期的文章“Katrina颶風(fēng)對新奧爾良市供、排水和污水處理系統(tǒng)的影響”整理而成，作者：Hou Ai-xin，Benjamin Qi，Edward A. Laws，Ralph J. Portier，陳超)

作者簡介：Hou Ai-xin，女，博士，助理教授。主要研究方向是環(huán)境微生態(tài)學(xué)和生物地理學(xué)。她帶領(lǐng)的研究組曾獲得美國國家科學(xué)基金關(guān)于卡特里娜颶風(fēng)研究的最大資助。她本人曾獲得美國國家科學(xué)委員會頒發(fā)的Phi Kappa Phi Junior獎。

Benjamin Qi，男，博士，環(huán)境工程師。主要研究方向是市政和環(huán)境工程，特別是與供水和污水處理有關(guān)的疾病預(yù)防和健康保護。

Edward A. Laws，男，博士，教授，路易斯安納州立大學(xué)海岸和環(huán)境學(xué)院院長。主要研究方向是浮游植物生態(tài)和水污染，特別是浮游植物生理學(xué)和海洋對人類健康的影響。他的經(jīng)典著作《水污染》（Aquatic Pollution）目前已經(jīng)被翻譯成中文、日文等多種文字。

Ralph J. Portier，男，博士，教授。主要研究方向是環(huán)境微生物學(xué)和毒理學(xué)，特別是減輕工業(yè)活動對海岸、河口和河流環(huán)境造成的影響，其生態(tài)修復(fù)成果已經(jīng)在美國的28個州的275處地點和其他7個國家應(yīng)用。他擁有9項美國專利，并多次獲獎。

陳超，男，博士，助理研究員。主要研究方向是飲用水消毒技術(shù)開發(fā)和消毒副產(chǎn)物控制，城市供水應(yīng)急處理。