使废水基础设施适应海平面上升：沿海国家化粪池系统政策综述（英）

关于作者 Emma DeAngeli她是未来资源研究所（RFF）的高级研究分析师。随后，她在2022年从杜克大学获得了环境管理硕士学位，主修环境经济学和政策，专注于基于社区的环保管理和气候变化政策。 玛格丽特·沃尔斯他是气候变化和韧性项目的资深研究员和项目负责人，以及RFF播客的共同主播。资源广播Walls的研究专注于极端天气、洪水、飓风和野火对人们和社区的影响，以及设计旨在公平增强对这些事件应对能力的项目和政策的方案。 赵永帆他在斯坦福大学德耳可持续性学院的可持续性博士学位，曾是2024年暑假的RFF研究实习生。 致谢 我们感谢廖燕君（佩妮）的宝贵意见以及与朱尔·吉布森、凯蒂·希尔、安迪·拉祖尔和艾莉森·瑞利的讨论。本出版物是在美国环境保护署（EPA）颁发的援助协议号84047701的支持下由马里兰大学开发的。本出版物尚未经过EPA的正式审查。本文档中表达的观点仅代表作者本人，并不一定反映该机构观点。EPA不推荐本出版物中提到的任何产品或商业服务。 关于RFF 未来资源基金会（RFF）是一家位于华盛顿特区的独立非营利研究机构。其使命是通过公正的经济研究和政策参与，改善环境、能源和自然资源决策。RFF致力于成为引领健康环境和繁荣经济的最具信赖度的研究和政策解决方案来源。 这里所表达的观点是作者个人的观点，可能与其他RFF专家、其官员或董事的观点不同。 分享我们的工作 我们的作品可在遵循署名-非商业性-禁止演绎4.0国际（CC BY-NC-ND 4.0）许可协议下分享和改编。您可以在任何媒介或格式中复制和重新分发我们的材料；必须给予适当署名，提供许可协议链接，并指明是否进行了修改，但不得施加额外限制。您可以以任何合理方式这样做，但不能暗示许可方支持您或您对作品的使用。您不得将材料用于商业目的。如果您混合、转变或在此基础上创作，您不得分发修改后的材料。如需更多信息，请访问https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/. 执行概要 美国五分之一的家庭依赖现场废物处理系统（OWDS），或化粪池系统，来处理污水。在农村地区，OWDS的比例更高。沿海地区海平面上升对OWDS的正常运行构成了挑战，因为作为污水过滤系统的化粪池排水区，如果内部积水过多，就无法正常工作。海水入侵也是一个问题，因为它会降低排水区过滤营养素和病原体的能力。 尽管各州通过关于选址和系统设计的各种规则来规范化粪池系统，但尚不清楚它们是否将这些法规纳入了沿海洪水和未来气候变化条件。一些政府补助金和贷款项目旨在解决废水问题，但它们用于化粪池的程度在各州之间有所不同。此外，尚不清楚这些资金是否被用于解决特定于沿海地区的化粪池挑战。 在这份报告中，我们回顾了大西洋和墨西哥湾沿岸19个州的OWDS法规和资助计划。我们总结了与OWDS沿水道和湿地或洪泛区及海岸带选址相关的法规，并审查了是否有任何州正在考虑与海平面上升相关的未来条件。然后，我们评估每个州在清洁水州循环基金（CWSRF）中用于化粪池项目的资金使用程度。在CWSRF计划中，美国环保署（EPA）每年向各州提供拨款，各州利用这些资金与地方政府和其他准公共实体进行低息融资安排，用于投资污水处理设施、公共下水道、非点源污染控制项目、雨水管理等等。我们计算了每个州在最近财政年度用于OWDS相关项目的支出，与总CWSRF支出相对比。最后，我们描述了存在于少数州的一些额外资助计划，以及它们是如何用于OWDS的。 我们发现，所有州都规定化粪池必须与水道和湿地保持一定距离，具体距离因州而异。大多数州对指定洪泛区或沿海V区（百年一遇的沿海洪水平原，易受风暴潮和波浪影响）的化粪池使用有限制，或者对系统提出额外的要求，或者两者兼而有之。最后，大多数州设定了地下水最小深度的要求。然而，几乎所有州都存在对这些监管要求的例外情况。只有一个州承认海平面上升对化粪池的影响。2021年，弗吉尼亚州通过了一项法律，要求在化粪池法规中考虑气候变化。目前，这些法规尚处于草案阶段，尚未最终确定。 大多数州在OWDS上使用的CWSRF资金非常少。在可供查阅的最近几年各州CWSRF意向使用计划（IUP）和年度报告中，我们发现19个州中，有16个州将其总CWSRF支出中不到3%的资金用于OWDS项目。只有三个州——特拉华州、佛罗里达州和乔治亚州——将这笔钱用于优先考虑化粪池系统。各州根据自己的优先级排名系统建立了 不同的方式，这三个州都拥有系统，要么明确要么隐含地优先考虑OWDS。尤其是特拉华州，它格外引人注目。根据其2024财年预期使用计划，该州在那一年财政支出中有24%用于将化粪池物业转换为公共下水道项目。然而，在我们的项目优先级列表和排名系统审查中，似乎没有任何一个州在设定项目优先级时考虑海岸洪水和海平面上升。 只有四个州——佛罗里达州、马里兰州、马萨诸塞州和纽约州——设有OWDS资助计划。这些计划的资金来源各异：通过州发行债券、一般收入或特别费用。在大多数计划中，大部分资金用于化粪池的维修和升级，而不是下水道连接。这些计划似乎都没有优先考虑与海平面上升和洪水相关的问题。 我们的审查表明，尽管人们对海平面上升地区化粪池所面临的挑战认识日益增加，但相关法规和资金计划并未解决该问题。部分原因是人们对问题的范围和严重性理解有限。大多数州并未收集关于化粪池位置、年龄和状况的数据；在我们研究的19个州中，只有4个——特拉华州、佛罗里达州、罗德岛州和弗吉尼亚州——维护了 OWDS 数据库。其他州应效仿这些州的举措。第二步应是将这些数据与海平面上升模型和地图结合使用，更好地了解可能受到影响的人以及地点。在制定解决方案时，像弗吉尼亚州那样修订法规以考虑海平面上升风险是值得的。最后，CWSRF 项目为各州提供了最可靠和最一致的废水相关项目资金来源，但大多数州并未利用该项目资金来处理 OWDS 问题。各州应重新审视自己的优先事项，考虑将更多资金引导到解决化粪池问题和防止问题未来恶化的工作上来。 内容 11. 引言 2. 陈述 OWDS 规定32.1. 一般性开放水域航行规则32.2. 明确沿海和易受洪水影响的区域的OWDS规定5 3. 解决化粪池问题的项目和政策：来自清洁水州循环基金的资金 3.1. 清洁水州循环基金概况83.2. CWSRF在OWDS中的应用103.3. 为什么各州之间的差异如此之大？10 4. 应对污水问题程序和政策：来自其他州计划的项目资金 5. 结论 17 参考文献 18 附录A：州OWDS法律法规网站链接 21 23附录B：国家预期用途计划、相关文件及其他国家资助计划 1. 引言 美国五分之一的家庭依赖现场废物处置系统（OWDS），或化粪池，来处理生活污水（美国环境保护署2014）。在农村地区，这一比例更高。在现代、结构良好并且正确选址的化粪池系统中，没有公共下水道时可将其视为管理污水的一种可接受方法。但是，如果一个OWDS未能得到恰当的维护，或者使用期限已过仍旧在运行，可能会引发一系列环境和公共健康问题。病原体以及如氮、磷等营养物质会渗入土壤，污染附近水体，并污染饮用水井。如果系统不能正常工作，生活污水甚至可能倒流回家庭。 沿海地区，一个日益引起关注的问题是气候变化导致的海平面上升，这正在抬高地下水水位，增加潮汐和风暴潮洪水，并导致土壤盐分入侵，所有这些都影响OWDS（Cooper等人，2016年；迈阿密-戴德县，2018年）的功能。典型的OWDS由一个化粪池和排水区（有时称为渗滤区或土壤吸收区）组成。排水区作为预处理废水的过滤系统。当排水区有过多水分时，它可能过于饱和，无法让污水如预期那样通过土壤渗透。当地下水水位过高时，情况也是如此。换句话说，过多的水分——无论是来自上方还是下方——都会使排水区无法正常工作。土壤中的盐分入侵也会降低排水区充分过滤营养物质和病原体的能力。 沿海地区化粪池问题的全面程度因基础数据不足和缺乏对当地海平面上升的了解而难以理解。研究已经评估了佛罗里达州迈阿密-戴德县（迈阿密-戴德2018年）、马里兰州（Walls等人2023年）和罗德岛州（Cox等人2019年、2020年）的问题程度，通过绘制化粪池系统所在地的洪水区和海平面上升淹没区域。所有研究都发现，大量系统处于风险之中，尽管研究区域存在差异。1 大多数州在考虑水质和公共卫生问题时制定了OWDS的选址和系统要求，但海平面上升将这些担忧放大，而州政策是否承认并解决这些问题尚不清楚。在本报告中，我们评估了各州的OWDS政策，总结了各州对系统以及可用于OWDS的补助金和贷款计划的规定。由于本研究关注海平面上升，我们考察了大西洋和墨西哥湾沿岸19个州的政策。我们重点关注针对海岸区和洪泛区的政策，调查各州是否在制定针对这些地区问题的计划。我们首先总结了19个州的法规，包括基于例如洪水风险、距离等依据的选址限制。 沿海地区及其相关因素或额外设计要求，例如使用先进技术系统。然后我们转向为OWDS维修、升级或从OWDS转换为下水道的家庭提供资金的政策和项目。我们分析了美国污水处理系统主要资金来源——美国环保署的清洁水州循环基金计划的使用情况，该计划在过去37年中每年向各州提供约50亿美元用于污水处理基础设施。接着，我们回顾了有其他资金来源的州级项目。 用先进的系统替代传统系统，将住宅从化粪池系统转移到公共下水道服务，是解决OWDS海平面上升问题的两种可能方案。先进的系统可以以略微不同的方式运行，但都涉及对废水进行高级处理，以在废水排放到渗滤场之前减少营养素、病原体或两者。由于先进的系统需要渗滤场做更少的工作，这可以在一些沿海地区成为一种解决方案，尽管在相对海平面上升速度较高的地区，这可能只是一个临时解决方案。将住宅从OWDS转移到下水道可能更为有效，但对于远离现有下水道线的住宅来说可能成本高昂。此外，扩大下水道服务可能会引发更多的发展，并增加高风险沿海地区遭受洪水的风险（Newburn和Berck 2006）。第三种方法，最具政治挑战性，是收购财产并重新安置居民。随着海平面上升的持续和洪水加剧，不仅OWDS，多种基础设施都会出现问题（Neumann等人2015），在某些地区，最终可能需要重新安置（Wetlands Watch 2025）。 沿海地区的OWDS挑战认知度正在提高，但它们仍比其他沿海气候变化问题受到较少的关注。即使没有海平面上升的担忧，OWDS问题也常常排在国家和地方政府的环境优先级列表较低的位置。在我们的审查中，我们发现各州仅在OWDS上花费了其CWSRF资金的一小部分，而且几乎没有州有其他提供OWDS升级或转换为下水道系统资金的项目。没有任何一个项目似乎优先考虑在洪水和海平面上升问题普遍的地区进行支出。 在一定程度上，对OWDS关注不足可能是因为《清洁水法》等联邦要求，如国家污染物排放消除系统许可证，仅适用于城市和工业废水污染源，而不适用于个体OWDS。此外，监测数千个个体系统的成本高昂，也是一个阻碍因素。CWSRF项目通过低息贷款资助，因此必须有一个还款来源，这在OWDS案例中又是一个挑战。最后，对问题严重程度的了解不足，对海平面上升下风险财产位置的确定性很高，以及化粪池记录的不足。填补这些空白将是解决挑战的重要第一步。 图1展示了传统化粪池的示意图，它由一系列排水管、一个化粪池、一个小型分配箱和一个排水区组成。废水从房屋通过管道流入化粪池，其中固体物质沉到底部，而液体排出物则通过另一条管道流入分配箱。从这里，液体被均匀地排放到排水区，穿孔管道和沟渠允许排出物缓慢流入土壤。化粪池中的固体物质必须定期抽出，通常每三到五年一次。州法规主要关注系统的位置，但有时对化粪池和排水区有具体要求。 2.1. 一般性开放水域航行规则 各州通常会对 OWDS 设定多项监管要求。2尽管这些要求在各州之间有所不同，但它们几乎总是包括基于房屋大小（通常是卧室数量）的系统设计要求、地下水最小深度、土壤条件以及其他场地适宜性特征，例如坡度和距离