جودة المياه في منطقة شيكاغو

منذ تأسيس مدينة شيكاغو عام 1837، ^{[ 1 ]}   واجهت المدينة العديد من التحديات المتعلقة بجودة المياه لمواكبة نموها المتزايد، مدفوعًا بموقعها الجغرافي المتميز وسهولة الوصول إلى إحدى أكبر المسطحات المائية العذبة، وهي البحيرات العظمى. ^{[ 2 ]} وقد نفذت  مدينة شيكاغو العديد من المقترحات والخطط، مثل الخطة الرئيسية للصرف الصحي وخطة الأنفاق والخزانات، لمكافحة مشكلة جودة المياه المتفاقمة والتحرك نحو نهج أكثر استدامة بيئيًا . وتقضي هذه الخطط بإنشاء قنوات تصريف لتخزين مياه الصرف الصحي أو مياه الأمطار الفائضة مؤقتًا ومعالجتها قبل تصريفها. ^{[ 3 ]} ومع ذلك، لم تبدأ شيكاغو بمعالجة مياه الصرف الصحي ومياه الأمطار إلا في عام 2015 ، لتتخلص بذلك أخيرًا من لقبها كآخر مدينة رئيسية لا تعالج مياه الصرف الصحي قبل تصريفها في مجاريها المائية.

بحسب ماكايتيس (1985)، كان الشاغل الرئيسي الأولي بشأن جودة المياه نابعًا من التصريف المستمر لمياه الصرف الصحي في نهر شيكاغو ، ومن ثم إلى بحيرة ميشيغان. كانت القرية تفتقر إلى نظام صرف متطور، معتمدةً بشكل شبه كامل على الخنادق الجانبية للطرق. ^{[ 2 ]} ويتناول بوريل (1904) الموضوع بتفصيل أكبر، مشيرًا إلى أن سكان شيكاغو اتخذوا في نهاية المطاف احتياطات لجمع المياه من بحيرة ميشيغان واستخدامها عبر صمامات سحب المياه التي تفتح وتستقبل المياه من مسافة 4 أميال في عام 1840. ومع ذلك، ظلت الملوثات قادرة على الوصول إلى إمدادات المياه. ^{[ 4 ]} أنشأت ولاية إلينوي لجنة للصرف الصحي لمنطقة شيكاغو في عام 1852 لمعالجة مشكلة تلوث إمدادات المياه في المدينة. ^{[ 2 ]} ووضعت اللجنة الخطة الرئيسية للصرف الصحي في عام 1856. وتمحورت هذه الخطة حول رفع مستوى المدينة بمقدار 3 أمتار وإنشاء مجاري صرف صحي جديدة تصب في النهر وليس في البحيرة. مع ذلك، بمجرد إدخال السباكة الداخلية إلى العالم، أصبح تصميم نظام الصرف الصحي الأصلي، الذي كان مخصصًا فقط لتصريف مياه الأمطار، يؤدي وظيفة مزدوجة. فهو يتعامل مع مياه الأمطار، وظيفته الأصلية، بالإضافة إلى مياه الصرف الصحي الناتجة عن السباكة الداخلية. ويمكن لنظام الصرف الصحي المختلط أن يتسبب في تلوث مائي خطير. فعندما تهطل الأمطار الغزيرة ويتجاوز جريان المياه الحد الأقصى لتدفق النظام، يتم تصريف الفائض الذي لا يستطيع النظام استيعابه مباشرة إلى مسطح مائي قريب، سواء كان بحيرة أو نهرًا.

بحسب راوخ (1885) وبوريل (1904)، بعد أربع سنوات من تطبيق الخطة الرئيسية للصرف الصحي، دعا مفوضو الصرف الصحي إلى تعميق وتوسيع قناة إلينوي وميشيغان بشكل عام . وأعلنوا أن ذلك "إجراء لا غنى عنه لحماية المدينة والحفاظ على صحتها". ^{[ 5 ]} أُنشئت القناة في البداية عام 1848 لأسباب تجارية بحتة، لتكون بمثابة قفل ومحطة ضخ للقوارب عندما ينخفض ​​منسوب المياه. ^{[ 4 ]} ونظرًا للتزايد المستمر في عدد السكان والتصنيع في شيكاغو، استمرت مياه الصرف الصحي والنفايات من المنازل والمسالخ وغيرها من المصادر في الازدياد، لتصب في النهر. ^{[ 5 ]}

في عام 1863، تفشى وباء الحمرة في النهر. وكان هذا الوباء نتيجة مباشرة لتلوث المياه. وقد أدى تفشي وباء الحمرة، بالإضافة إلى المطالبات من قبل مفوضي الصرف الصحي بتحسين القناة، إلى تعديل قناة إلينوي وميشيغان في عام 1865. ^{[ 5 ]} غيّر تعديل النظام وظيفة القناة لتستخدم المضخات في تنظيف النهر. ^{[ 4 ]} ووفقًا لماكايتيس، فقد كانت القناة تحديدًا تستقبل المياه التي تُضخ من نهر شيكاغو وتُعيد تصريفها إلى نقطة مرتفعة فيها لتخفيف تلوث بحيرة ميشيغان، المصدر الرئيسي للمياه، والحد منه. ^{[ 2 ]}

مع ذلك، لم تكن القناة حلاً كافياً لمواجهة المشاكل المتفاقمة التي ستواجهها لاحقاً. ^{[ 2 ]} ففي عام 1885، تفشى وباء الأمراض المنقولة بالمياه نتيجة لتزايد كميات النفايات باستمرار، بالإضافة إلى الترسيب الذي حدث في قناة إلينوي وميشيغان عام 1879، مما أدى إلى انخفاض تدفق المياه البطيء أصلاً إلى مستوى أدنى. ولمواجهة الزيادة المستمرة في كميات المياه الملوثة، أنشأت مدينة شيكاغو منطقة شيكاغو الصحية، التي شُيّدت لتطوير وصيانة نظام قنوات يعكس اتجاه جريان نهري شيكاغو وكالوميت . ^{[ 2 ]}

في عام ١٩٠٠، اكتملت القناة الرئيسية للمشروع، مما وفر حلاً جديداً لمعالجة مياه الصرف الصحي والجريان السطحي. سمح تغيير اتجاه تدفق المياه في النهر بتصريف مياه الصرف الصحي لسكان المدينة في الاتجاه المعاكس. فبدلاً من السماح لنهر شيكاغو بتصريف مياه الصرف الصحي للمدينة مباشرةً إلى بحيرة ميشيغان، يسمح عكس اتجاه القناة بتدفق مياه بحيرة ميشيغان إلى نهر شيكاغو. وقد تم هذا التغيير للقضاء على تلوث مياه الشرب في المدينة. ^{[ ٢ ]} ليس هذا فحسب، بل أيضاً لأنه يُسهم في تنظيف النهر، حيث يسمح عكس اتجاه القناة لتدفق مياه بحيرة ميشيغان بالمساعدة في عملية تخفيف وتنظيف مياه الصرف الصحي التي تُصرف في النهر. لم يكتمل نظام القناة بالكامل حتى عام ١٩٢٢، ولكن اعتُبر أن "نظام القناة قد غيّر بشكل جذري نمط الصرف الطبيعي لشيكاغو نحو الأفضل". وقد حلّ نظام القناة هذا محل قناة إلينوي وميشيغان التي تم إنشاؤها سابقاً، والتي أصبحت غير صالحة للاستخدام بحلول ذلك الوقت. ^{[ ٢ ]}

قُدِّر أن التغيير في تدفق مياه النهر سيوفر معالجة كافية بالتخفيف لما يصل إلى ثلاثة ملايين نسمة. ^{[ 1 ]} مع ذلك، في عام 1908، اتضح لهيئة الصرف الصحي في شيكاغو أن عدد سكان المدينة في ازدياد مستمر، وأن هذا العدد سيتجاوز قريبًا قدرة القناة على معالجة المياه. ورغم إدراكهم لهذه الحقيقة، لم يبدأ بناء أول محطة لمعالجة مياه الصرف الصحي في المنطقة إلا في عام 1920. صُممت المحطة وخطوطها الفاصلة لمعالجة النفايات الصحية والصناعية، ولكن فقط في ظروف الطقس الجاف. تُشكل هذه المسألة مشكلة، لأنه بمجرد جمع البيانات لتحليل الحجم الدقيق للجريان السطحي ومياه الصرف الصحي المتدفقة، تبيّن أنه مع معدل هطول الأمطار السنوي في شيكاغو البالغ 84 سم، يُصرَّف مزيج من الجريان السطحي ومياه الصرف الصحي في النهر حوالي 100 مرة سنويًا. لم يتم استبدال أنظمة الصرف الصحي المختلطة  وحظرها لصالح نظام الصرف الصحي المنفصل، وهو البديل الأفضل، إلا بعد ثلاثينيات القرن العشرين. يتألف نظام الصرف الصحي المنفصل من خطين رئيسيين لمعالجة المياه بشكل منفصل. يُعالج أحد الخطوط مياه الجريان السطحي فقط، بينما يُمثل الآخر خطًا منفصلاً لنظام الصرف الصحي مُصممًا لمعالجة مياه الصرف الصحي فقط. تتسبب الأمطار الغزيرة في حدوث فيضانات نتيجةً لتراكم مياه الصرف الصحي، كما تتسبب الأمطار الغزيرة جدًا، أو ما يُعرف بـ"الأمطار الغزيرة جدًا"، في امتلاء المجاري المائية بمياه الصرف الصحي وتدفقها عكسيًا إلى بحيرة ميشيغان. وظلت مسألة جودة المياه دون تغيير يُذكر بعد ذلك، حتى عام 1967. ^{[ 1 ]}

في عام ١٩٦٧، شُكّلت لجنة من الخبراء، تمثل مصالح الولاية والمحلية، لدراسة مشكلات التلوث والفيضانات في المنطقة. ^{[ ١ ]} ومع ذلك، لم تتوصل اللجنة إلى اتفاق بشأن خطة الأنفاق والخزانات (TARP) كحل لمشكلة الصرف الصحي المختلط في المنطقة إلا في عام ١٩٦٩، بعد دراسة أكثر من ٥٠ خطة بديلة أخرى. ^{[ ١ ]} ووفقًا لهيئة إعادة تأهيل المياه في منطقة العاصمة (٢٠١٩)، صُممت خطة الأنفاق والخزانات (TARP)، والتي تُعرف أيضًا باسم خطة "النفق العميق"، لتكون نظامًا من الأنفاق العميقة ذات الأقطار الكبيرة والخزانات الضخمة، بهدف الحد من الفيضانات، وتحسين جودة المياه في المجاري المائية بمنطقة شيكاغو، وحماية بحيرة ميشيغان من التلوث الناجم عن تصريف مياه الصرف الصحي و/أو جريانها السطحي. ^{[ ٢ ]}

يعمل مشروع TARP على تجميع وتخزين مياه الأمطار ومياه الصرف الصحي التي كانت ستُصرف لولا ذلك إلى المجاري المائية في منطقة شيكاغو، وذلك عند هطول الأمطار. ثم تُضخ المياه المخزنة إلى محطات المعالجة وتُنقى قبل إعادتها إلى المجاري المائية. وقد حظي مشروع TARP بالتقدير لنجاحه وإنجازاته في تحسين جودة المياه في نهر شيكاغو ونهر كالوميت ومجاري مائية أخرى بشكل ملحوظ. ^{[ 2 ]} 

على الرغم من نجاح الخطة، إلا أنها لا تزال غير مكتملة. فبحسب ماكايتيس، صدر قانون المياه النظيفة عام ١٩٧٥، ^{[ ١ ]} مما سمح لوكالة حماية البيئة بمعالجة مشكلة تلوث المياه وتمويل مشاريع تحسين جودتها. إلا أن هذا القانون قسّم خطة النفق والخزان إلى مرحلتين. وتنطبق اللوائح المتعلقة بقانون المياه النظيفة والتمويل الذي يمكن طرحه للاستفتاء بموجبه على مشاريع مكافحة التلوث فقط، بينما تُعدّ خطة النفق والخزان مشروعًا لمكافحة الفيضانات بقدر ما هي مشروع لمكافحة التلوث. ولذلك، قُسّمت الخطة إلى مرحلتين. ووفقًا لهيئة إدارة مياه الصرف الصحي في منطقة العاصمة، موّلت وكالة حماية البيئة المرحلة الأولى، التي عالجت في معظمها جانب التلوث في المشروع، بينما موّل فيلق المهندسين بالجيش الأمريكي المرحلة الثانية، التي ركّزت بشكل أكبر على مكافحة الفيضانات. ^{[ ٢ ]} وتتيح المرحلة الأولى من خطة النفق والخزان، التي لم تكتمل بالكامل حتى عام ٢٠٠٦، إمكانية احتجاز ٢.٣ مليار حجم من السوائل. من المقرر أن تكتمل المرحلة الثانية في عام 2029، ولكن عند اكتمالها، ستتمكن من زيادة حجم السيولة التي يمكن أن يستوعبها برنامج إنقاذ الأصول المتعثرة (TARP) إلى 18.5 مليار وحدة حجمية من السوائل. ^{[ 2 ]}

بحسب هاوثورن (2011)، بعد إنشاء برنامج إغاثة الأصول المتعثرة (TARP) ونجاحه، لم تبذل المدينة جهودًا تُذكر لتحسين جودة المياه. ^{[ 3 ]} وتراجعت أهمية قضية جودة المياه إلى أن أمرت إدارة أوباما بحملة تنظيف طموحة لنهر شيكاغو عام 2011، والتي وُصفت لاحقًا بأنها "خطوة جذرية نحو تحسين مجرى مائي حضري عُومل لأكثر من قرن على أنه مجرد قناة صرف صحي صناعية". وقد سُلِّط الضوء على أن شيكاغو كانت آخر مدينة أمريكية كبرى تتجاهل خطوة تطهير مياه الصرف الصحي قبل تصريفها مجددًا في المجاري المائية العامة. وحتى ذلك الحين، كانت المجاري المائية مستثناة من سياسات قانون المياه النظيفة الأكثر صرامة، لأن مسؤولي شيكاغو افترضوا أن الناس لن يرغبوا في الاقتراب من هذه القنوات الآسنة. ^{[ 3 ]}

عارضت هيئة إعادة تأهيل المياه في منطقة شيكاغو الكبرى (MWRDGC) تطبيق معايير أكثر صرامة لجودة المياه. ^{[ 3 ]} وكان تبريرها الرسمي لموقفها هو أن ذلك "سيكون إهدارًا للمال" وأن "جعل النهر آمنًا للسباحة سيعرض الأطفال لخطر متزايد للغرق". ويمكن تلخيص السبب الرئيسي لموقفها في سعر المشروع وتكلفته المالية. ودعت وكالة حماية البيئة، بدعم من إدارة أوباما، إلى وضع خطة لتحديث اثنتين من أكبر محطات معالجة مياه الصرف الصحي في منطقة شيكاغو، بحيث تتمكنان من تطهير مياه الصرف الصحي المعالجة جزئيًا ومياه الجريان السطحي التي تصب في مجاري شيكاغو المائية. ووفقًا لشبكة سي بي إس (2015) ودراسة أجراها شيفلي (2016)، فقد جاء هذا القرار في الوقت المناسب، لأن المحطات لم تكن قد حُدِّثت بالكامل لتؤدي وظائفها الجديدة حتى عام 2015؛ ^{[ 4 ]} وكشفت دراسة شيفلي، التي حللت جودة مياه شواطئ شيكاغو من 2011 إلى 2013، عن بعض المعلومات المقلقة. ^{[ 5 ]} هدفت الدراسة إلى تحليل مياه تسعة شواطئ في شيكاغو لتحديد ما إذا كانت العينات التي جُمعت تتجاوز معيار جودة مياه الاستجمام (RWQS) لبكتيريا الإشريكية القولونية . وقد وضعت وكالة حماية البيئة الأمريكية معيار جودة مياه الاستجمام. ووجد الباحثون أن 285 عينة من أصل 2059 عينة مياه جُمعت من الشواطئ تجاوزت معيار جودة مياه الاستجمام، أي ما مجموعه 14% من العينات المتجاوزة. ووفقًا لديك دوربين ، صُمم افتتاح محطتي معالجة مياه الصرف الصحي الجديدتين في سكوكاي وكالوميت لتحسين جودة المياه الإجمالية لنظام الممرات المائية في منطقة شيكاغو (CAWS). ^{[ 6 ]}  تعالج المحطتان المُعدلتان مياه الأمطار ومياه الصرف الصحي في المدينة قبل تصريفها في المجاري المائية باستخدام عملية الكلورة/إزالة الكلور. على الرغم من أن محطتي معالجة مياه الصرف الصحي المحدثتين تقللان من كمية البكتيريا المسببة للأمراض في المياه، وفقًا لشبكة سي بي إس، إلا أنه لم يتم وضع خطة حتى الآن لتوفير نفس مستوى الرعاية لمحطة معالجة ستيكني، ^{[ 4 ]} على الرغم من أن محطة معالجة ستيكني هي أكبر محطة لمعالجة مياه الصرف الصحي في العالم وتتعامل مع كمية من مياه الصرف الصحي تفوق أي محطة معالجة أخرى في نظام MWRDGC. ^{[ 4 ]}

• مضخة المياه السحرية من شيلر وودز

• ديكستر، جيسيكا. (2009). تنظيف أنهار شيكاغو: الواجهة البحرية الثانية لشيكاغو. سجل جمعية الأعمال في شيكاغو، 23(3)، 38.
• هيئة إعادة تأهيل المياه في منطقة شيكاغو الكبرى. خطة الأنفاق والخزانات التابعة لهيئة إعادة تأهيل المياه.