Även om hydrologer säger att Kalifornien har kommit fram från sin senaste torka, hur städer får sitt vatten tynger statens experter - nu mer än någonsin.

David Sedlak, professor i civil- och miljöteknik vid UC Berkeley, säger vår urbana vatteninfrastruktur, byggdes mestadels efter andra världskriget när Kalifornien genomgick en massiv utveckling, behöver en större uppgradering för att våra städer ska trivas långt in i framtiden.

"När du tänker på hur vi använder vatten i väst, våra städer är livsnerven i vår ekonomi, " han säger.

Sedlak - även biträdande chef för Reinventing the Nation's Urban Water Infrastructure (ReNUWIt), ett National Science Foundation-finansierat teknikforskningscenter, och meddirektör för Berkeley Water Center-har arbetat med forskare över hela landet för att hitta nya sätt att göra våra vattensystem mer hållbara. Han är författare till Water 4.0:The Past, Närvarande, och Framtiden för världens viktigaste resurs.

Berkeley News talade med Sedlak om ny teknik som utvecklas för att återvinna vatten, fånga dagvatten och använda vatten mer effektivt, och hur var och en av oss kan hjälpa till i arbetet.

Berkeley News:Vad är det nuvarande tillståndet för vår stadsvatteninfrastruktur i USA?

David Sedlak:Våra vattensystem tar vatten in i våra städer från stora avstånd, och det betyder att vi behöver massor av infrastruktur - dammar, reservoarer, reningsverk och rör. Över tid, dessa system måste bytas ut, och vi har inte lagt ut tillräckligt med pengar för att ersätta dem. Vi pratar om system som vanligtvis är 60 till 80 år gamla. Vi står inför en utmaning nu:Vi kan antingen ersätta systemen med det som fanns tidigare, eller dra nytta av tekniska framsteg för att skapa vatteninfrastruktur som blir mer hållbar, motståndskraftig och kostnadseffektiv.

Vilken teknik utvecklas?

I Kalifornien, vi börjar återvinna vårt avloppsvatten - de saker vi spolar ner i avloppet, som kommer ut ur våra tvättmaskiner och går ner i duschavloppet. Vi kan ta vattnet som kommer från ett avloppsreningsverk, och istället för att släppa ut det i våra floder, vikar och havet, vi kan överföra det till en avancerad reningsanläggning som använder omvänd osmos och ultraviolett ljus, i kombination med väteperoxid, att bryta ner kemikalier eller patogener som klarade sig genom de tidigare stegen i behandlingsprocessen. Vi kan förvandla det som tidigare var värdelöst avloppsvatten till en ny dricksvattenförsörjning. Det betyder att vi tar ut mindre vatten ur miljön och lämnar mer vatten för fisk och andra ekosystemfunktioner. Denna process kallas återanvändning av dricksvatten.

Används dessa vattenåtervinningssystem redan i staten?

Det finns flera av dessa avancerade reningsverk i Kalifornien. Det äldsta och mest kända projektet ligger i Orange County. Det finns flera fler i Inland Empire -regionen i södra Kalifornien. San Diego har ännu inte byggt en, men de är på god väg. Bay Area:s stora aktörer inom återvinning av dricksvatten är Santa Clara Water District och South Bay. De bedömer genomförbarheten av vattenåtervinning. Det är troligt att de kommer att ha ett drickbart återvinningsprojekt igång under det kommande decenniet.

Vad är allmänhetens reaktion på dessa avancerade behandlingssystem?

Ibland när du pratar med människor, de säger, "Väl, Jag vill inte dricka mitt avlopp - det var vatten i toaletten, att vatten fanns i tvättmaskinen. Det är inte något jag vill dricka. "Det kallas ofta" yuck -faktorn. "Men när vattnet går ut i miljön, att sambandet mellan avfall och vattenförsörjning bryts. Hanterade naturliga system, såsom konstruerade våtmarker eller reservoarer, kan bryta anslutningen och göra tanken på återvinning av avloppsvatten mer välsmakande.

Kan du beskriva dessa våtmarker, och deras fördelar?

Våtmarker används som ett billigt sätt att rena avloppsvatten. Den första generationen av reningsvåtmarker var just dessa platser som skulle bildas varhelst det renade avloppsvattnet släpptes ut i miljön igen. Och om det avloppsvattnet inte var helt rent, växterna och mikroberna i våtmarken skulle hjälpa till att rensa upp det genom att ta bort alla näringsämnen som blev över, eller metaller eller spårorganiska kemikalier. Men när människor har börjat ägna mer uppmärksamhet åt dessa våtmarker, de har insett att de kan utformas eller konstrueras för att förbättra deras prestanda och göra vattnet ännu renare.

Var i staten kan du hitta dessa konstruerade våtmarker?

De konstruerade våtmarker som vi har ägnat mest tid åt att studera är ett system i Riverside County vid Santa Ana River som kallas Prado Wetlands. Det systemet används för att rena vattnet, i synnerhet för att ta bort näringsämnen eller kemikalier eller bakterier och virus som finns kvar i vattnet efter att ha gått igenom den konventionella behandlingsprocessen. Mikrober som lever fästa vid växterna eller i sedimenten bryter ner många av dem och förvandlar dem till koldioxid och vatten. I många fall, solljus som lyser på vattnet bryter ner dem.

Det finns andra behandlingsvåtmarker som har byggts runt Kalifornien, men de flesta är betydligt mindre. Vi håller för närvarande på att genomföra experiment för att stödja flera olika typer av våtmarksbehandlingssystem som övervägs i Bay Area.

Vilka typer av föroreningar finns i vatten efter att de behandlats konventionellt?

Allt avloppsvatten i Kalifornien går igenom den konventionella avloppsreningsprocessen, som ser ut, för alla avsikter och ändamål, relativt ren. Men det är inte tillräckligt säkert att dricka och, i många fall, det kan skada miljön om den inte späds ut med vatten från renare källor.

Jag tror att nyckelfrågan är, "Är koncentrationerna av någon av dessa föroreningar tillräckligt höga för att orsaka problem?" När det gäller miljön, den första stora överraskningen kom för cirka 20 år sedan när forskare fann att mycket små mängder etinylestradiol - den aktiva ingrediensen i p -piller - fanns i avloppsvatten i koncentrationer som var tillräckligt höga för att påverka fisk. I detta fall, koncentrationerna var ungefär en del per biljon, vilket är en oerhört liten mängd, men det händer att vissa fiskar är mycket känsliga för dessa hormoner eftersom de spelar en roll i deras ämnesomsättning och utveckling. Dessa små mängder var tillräckligt för att ändra fiskens fenotyper, orsakar att hanfisken uppvisar kvinnliga egenskaper. Och det påverkar verkligen deras förmåga att reproducera. Det kan få en befolkning att krascha.

Det finns andra kemikalier i avloppsvatten som kan påverka andra vattenlevande organismer. Det är lite mindre klart om det finns någon effekt eller inte eftersom det händer så mycket när man tittar på djur i naturen. Det finns bevis för att några av de läkemedel som används i humanterapi kan ackumuleras i fisk. Det finns laboratoriestudier som visar att de kan påverka beteendet eller ämnesomsättningen hos organismerna.

Kommer klimatförändringarna att påverka landets vattenförsörjning?

Ja. Här i Kalifornien, i slutet av 2000 -talet, vi kommer att ha mycket mindre snö i bergen. Vårt snösäck rymmer cirka 30 procent av vattnet som vi använder under en årlig cykel. Många städer i väst förlitar sig på snö för att lagra vattnet. Och när det blir varmare, snön kommer inte att finnas där. Så vi måste anpassa vårt system till att förlora denna viktiga form av vattenlagring.

En annan sak är de typer av torka som vi just har upplevt här i Kalifornien kan bli vanligare. Om så är fallet, vi måste hitta sätt att komplettera de reservoarer som kommer att torka. Vi kanske måste hitta sätt att använda grundvattnet mer effektivt. Eller lagra mer vatten för att rida ut de torka vi just har upplevt.

Det har sagts att amerikaner inte planerar i förväg för eventuella katastrofer, som den stora jordbävningen som väntas drabba Bay Area. Stämmer detta för torkan?

Väl, Jag tror att skillnaden mellan en torka och en jordbävning är att en torka är ett fenomen som går långsamt. Vi har precis kommit igenom en torka som varade i sju eller åtta år och du kan se att vi precis började fokusera på vad vi skulle göra åt det. På den ljusa sidan, en torka är något som sakta rasar och när människor blir mer och mer medvetna om det, de kan lägga mer tid och ansträngning på att ta itu med det. Men problemet är den typ av lösningar som behövs för att hantera torkan kräver ofta lång tid att bygga, så det är svårt att bygga en ny vattenförsörjning över natten. Det är något som tar decennier. Om du tvingas göra det på kort tid, det kommer att bli mycket dyrare och det kanske inte är vad du behöver på lång sikt.

Vad jag är glad att se är att staten Kalifornien använder torkan som en anledning att tänka på framtiden. Så det vi fortsätter att höra från guvernörens kontor är att torkan kan ha tagit slut, men det betyder inte att krisen är borta. Kanske var torkan lycklig. Kanske var det något som hjälpte människor att fokusera på de långsiktiga investeringarna som behövs för att komma igenom århundradet.

Vad kan vi göra som individer?

Jag tror att vi alla kan göra mycket som individer här. För de flesta av oss i Kalifornien, majoriteten av vår vattenanvändning sker utomhus. Ett av de största valen vi gör är hur vi landar vårt land. Så, om du är en husägare och du har egendom, du kan göra en enorm skillnad genom att byta från en gräsmatta eller vattenförbrukande växter till växter som inte kräver så mycket vatten. Men även människor som bor i lägenheter eller bor i täta städer kan göra skillnad. Det finns alla typer av VVS -armaturer tillgängliga på marknaden nu och vi kan ändra våra vanor för att spara vatten. Det är en gradvis process, och vi ändrar långsamt våra vägar.

Vilken typ av vattenbesparande enheter finns på marknaden i horisonten?

Du kan köpa en recirkulerande dusch där du först tvättar dig, då trycker du på en knapp och det relativt rena vattnet som du duschar i kan återcirkuleras tillbaka, kanske värms upp lite, och sedan kan du duscha så länge du vill utan att känna dig superskyldig när du tömmer behållaren. Men väldigt få människor äger dem för närvarande i Kalifornien.

Du kan också köpa en vakuumtoalett - den typ av toalett som de använder på flygplan - men de flesta är inte intresserade. De tycker att det är för komplicerat eller så ser de inte en potentiell fördel för dem. Vi får se. Kanske kommer några av de tidiga adoptanterna som vill visa upp hur gröna de är för sina vänner att anta den kommande tekniken och hjälpa till att utveckla en ny industri.

Trump -administrationen drar USA ur Parisavtalet. Tror du att det kommer att stoppa framstegen när det gäller att återuppfinna vår infrastruktur för stadsvatten?

Kalifornien verkar gå sin egen väg med avseende på miljön. Jag kan inte föreställa mig hur vi ska sluta göra framsteg med eller utan stöd från Washington. Jag är mer orolig för andra delar av landet. Det är lite förvånande för många människor att lära sig att Florida, Virginia och Georgia är oroliga för vattenbrist. Det är svårt att ta med allmänheten och de förtroendevalda när de fortsätter att höra att det inte finns något som heter klimatförändringar eller att vår infrastruktur inte behöver fler investeringar. Så det finns skäl till oro på nationell nivå när vi vänder ryggen till potentiell vattenbrist i framtiden eller avfärdar klimatförändringar eller investeringar i infrastruktur eftersom de inte är i huvudet på alla. Det är den typen av saker som bekymrar mig.