¿Cuánto tiempo pasaría antes de que el agua que sale de un suburbio encerrado e inundado sea potable?

Uno de los primeros eventos en mi historia involucra una sección de 2x2 millas de una ciudad suburbana que está encerrada en paredes invisibles de 100 pies (30 m) de altura y perpetuamente sujeta a fuertes lluvias a una velocidad de aproximadamente una pulgada por hora. Continuará llenándose de agua hasta que supere las paredes de 100 pies (30 m) aproximadamente 50 días después, y a partir de entonces se convertirá en una enorme cascada de cuatro direcciones que, sospecho, comenzará a tallar ríos masivos y alterará radicalmente el paisaje. Sin embargo, los detalles de cómo se vería eso son una pregunta para otro día. En este momento, lo que quiero saber es cuándo, si alguna vez, el agua que fluye de ese suburbio inundado será potable.

Dado que casi todo el planeta ha sido sometido a pruebas sobrenaturales frecuentemente peligrosas como esta, la sociedad moderna se ha derrumbado por completo, y las comunidades más pequeñas deben descubrir cómo sobrevivir sin cosas como una infraestructura de plomería avanzada. Vivir cerca de una fuente de agua tan grande sería un activo increíblemente valioso... si fuera potable. Pero cuando hice preguntas sobre qué tan rápido comenzaría a inundarse dicha trampa mortal suburbana , varias personas mencionaron algo que se me había olvidado por completo: la gran cantidad de contaminación que entraría en el agua de la inundación debido al suburbio en el que está construido y lo dejaría completamente imbebible

Si una sección de 2x2 millas de un suburbio estadounidense moderno estuviera encerrada en muros de 100 pies (30 m) de alto y se inundara, ¿cuánto tiempo pasaría antes de que el agua que fluye sobre esos muros ya no estuviera demasiado contaminada para beber?

¿Cuánto tiempo bajo qué condiciones?
@ L.Dutch-ReinstateMonica ¿No tengo suficientes detalles en el OP? ¿Qué falta?
El tiempo necesario para que se neutralice la carga contaminante depende de las condiciones en que se mantenga el agua. En esas condiciones no dices nada
¿Te refieres a lo limpia que es la lluvia que lo llena constantemente? Es así, completamente limpio.
¿Cuál es su estándar de potabilidad? Existen muy pocas fuentes naturales de agua que cumplan con la mayoría de los estándares gubernamentales (del primer mundo) para la potabilidad. De hecho, algunos suministros de agua municipales no cumplen con algunos de los estándares más estrictos de potabilidad. Además, ¿estamos asumiendo que la lluvia es H₂0 puro, o...?
@Matthew Sí, H2O pura.

Respuestas (6)

No tanta contaminación como crees

El embalse se está llenando tan rápido, drenando desde la parte superior, y el área expuesta a los suburbios es tan pequeña en relación con el volumen que simplemente no puede contaminarla lo suficientemente rápido como para importar en la parte superior de la columna de agua. La "caja" actúa como un tanque de sedimentación gigante, por lo que muy pocas partículas llegarán a la parte superior.

Si hierves el agua, será completamente potable. Incluso sin hervir, el agua será segura según la mayoría de los estándares de supervivencia. Hay demasiada agua en comparación con la cantidad de contaminantes. Recuerde, tenemos embalses que literalmente contienen pueblos inundados. Solo al principio, cuando hay muchos sedimentos y contaminantes en relación con la cantidad de agua, será peligroso.

Estás viendo 300.000.000 de metros cúbicos de agua. Eso es más de lo que contienen la mayoría de los embalses. Para la escala, el embalse más grande de Nueva York, New Croton Reservoir, contiene 70.000.000 de metros cúbicos. Todos los embalses combinados del estado de Nueva York solo contienen 2.000.000.000 de metros cúbicos de agua. 4 millas cuadradas de suburbios simplemente no pueden suministrar suficientes contaminantes en unas pocas semanas de estar sumergidos en agua esencialmente quieta.

Tenga en cuenta que esta es una situación de supervivencia. Las impurezas menores que pueden tener efectos a largo plazo en 40 años son irrelevantes. Un suburbio simplemente no puede suministrar suficientes contaminantes químicos en tan poco tiempo, por lo que solo debe preocuparse por los contaminantes biológicos, por lo tanto, la ebullición. Incluso sin hervir, los riesgos involucrados son pequeños, la entrada de agua dulce es demasiado rápida. ¿Quiero beberlo hoy? No por mucho tiempo. ¿Lo bebería en un entorno postapocalíptico/de supervivencia? Absolutamente.

Una vez que se establezca en la reconstrucción de una civilización y los años comiencen a pasar, es posible que desee comenzar a purificarla, porque las cosas en el interior comenzarán a fallar y a descomponerse, pero incluso entonces el agua que sale de su caja será más limpia que la mayoría de los depósitos. La frecuencia de actualización en el agua es sobresaliente y la forma minimiza la migración de contaminantes. Su agua es limpia según la mayoría de los estándares preindustriales y tolerable según los estándares modernos.

Eventualmente, los contaminantes de los suburbios se agotarán y en unos pocos cientos de años tendrá el agua más limpia del planeta. Una vez más, muchos embalses reales contienen pueblos sumergidos. Monument City, Indiana, se llenó en 1965 sumergiendo una ciudad entera. NY contiene docenas de pueblos inundados en sus embalses, solo el embalse de Ashokan contiene al menos cuatro pueblos inundados en su totalidad. Tenga en cuenta que el agua en los embalses reales fluye porque proviene de los ríos, no de la lluvia mágica, por lo que también es mucho mejor para destruir y, por lo tanto, exponer las cosas en las ciudades.

Entonces, ¿mi ciudad está desperdiciando mucho dinero en el mantenimiento de un conjunto completo de plantas de purificación mientras que simplemente podrían hervir el agua que alimentan en las tuberías de la ciudad?
@ L.Dutch-ReinstateMonica Si la ciudad tuviera un depósito de agua dulce de esta escala, se llenaría tan rápidamente. Por supuesto, hervir tanta agua usa mucha más energía que la purificación normal, razón por la cual las ciudades no la usan. Tenga en cuenta que existe una gran diferencia entre legalmente potable y potable en un entorno de supervivencia.
@john Su último número sugiere que no sabe que un metro cúbico son 1000 litros...
@ZeissIkon gracias por captar eso, se volvió perezoso e intentó usar Google
@ L.Dutch-ReinstateMonica Tenga en cuenta que hervir el agua requiere mucha energía. Puede ser que la planta de purificación que tienen sea más eficiente energéticamente y por lo tanto (a largo plazo) más barata que 'simplemente hervir'.
El agua hirviendo es bueno para matar gérmenes, pero no hace mucho por sus contaminantes químicos (la gasolina en los automóviles y los limpiadores de cocina, removedores de pintura, medicamentos, etc.)
@john Acerca de los embalses de Nueva York: 550 mil millones de galones son 2 mil millones de metros cúbicos, no 2 millones. 2 millones de metros cúbicos son 'sólo' 800 piscinas. Los embalses de Nueva York contienen aproximadamente 6,5 suburbios inundados sobrenaturalmente. Almacenar 250 litros de agua para cada habitante de Nueva York no duraría mucho cuando una persona promedio usa cientos de litros al día.
@Inductiveload buena captura, lo arreglaré.
@DJKlomp simplemente no hay mucho de eso en comparación con el volumen de agua, y la mayoría de ellos están en contenedores que se fugarán lentamente. La triste verdad es que ya bombeamos muchas de esas cosas en nuestra agua potable. Nuevamente, no lo estoy comparando con los estándares modernos de agua limpia, sino con los históricos, porque esto está más cerca de un entorno post-apocolípico.

Lo que puede flotar, pronto flotará hacia los lados y eventualmente caerá sobre la cascada.
(su barrera está derramando 20,43 metros cúbicos de agua por hora, por metro de longitud de pared exterior).
Y sí, incluso a solo 2x2 millas, estará sujeta a un poco de mareas, muchas olas impulsadas por el viento y chapoteará. por los costados en lugar de simplemente driblar suavemente.
Tenga en cuenta que esto incluirá la mayoría de los productos químicos nocivos que utilizamos, como aceite, gasolina, etc.

Lo que quiere hundirse, se hundirá y se asentará en el fondo.

El único problema será cualquier cosa que se disuelva en el agua , ya sea una sola vez o por contaminación continua (como materia orgánica en descomposición )
y estos se diluirán continuamente por la entrada de agua pura.

Espero que el agua esté bien tan pronto como todos los orgánicos hayan terminado de pudrirse, así que espere unos 6 meses. Esto también permitirá que cualquier liberación rápida de contaminantes se agote. Por ejemplo, tanque de gasolina de automóviles.

Pero durante muchos, muchos años, el agua tendrá un ligero brillo de aceite, ya que muchas máquinas y dispositivos, tanques de almacenamiento y contenedores se oxidan y liberan gradualmente sus residuos aceitosos. ¡El agua no será imbebible , pero no será un fresco arroyo de montaña!


comentario posterior: Recuerde que estamos viendo un contenedor de 100 pies de profundidad, completamente lleno, con agua de lluvia cayendo encima a una velocidad que habría llenado el contenedor en 50 días. Si usamos la mezcla completa y solo la dilución para eliminar los contaminantes, solo estaríamos reduciendo a la mitad la concentración cada 25 días.
Pero debido a que tanto la entrada (lluvia) como la salida (derrame sobre los bordes) ocurren en la parte superior de este reservorio, y no hay ninguna fuerza que cause corrientes de rotación internas, habrá muy poca mezcla de agua. En su mayoría, lo que pasará por el borde es agua de lluvia recién caída y cualquier cosa que flote en el agua.
La contaminación disuelta, incluso sin ninguna fuente de reposición, se diluirá a un ritmo de algo menos(posiblemente mucho menos) que reducir a la mitad cada 25 días.

La oxidación a través de un tanque lo suficiente como para producir una mancha visible lleva décadas, a partir de un contenedor reparable. El aceite en los cárteres y demás se lavará antes de tiempo; no están sellados. Y los suburbios rara vez tienen almacenamiento sobre el suelo para grandes cantidades de hidrocarburos; el almacenamiento subterráneo durará más que eso, porque se requiere que sea muy resistente a la corrosión.
@ZeissIkon, una zona suburbana de 2x2 millas generalmente incluirá de 6 a 10 estaciones de servicio, cada una de las cuales almacena muchos miles de galones, además de aproximadamente 12000 automóviles (si se trata de suburbios estadounidenses, 1/3 que en Europa), la mayoría de ellos con tanques de combustible medio llenos.
@ZeissIkon en cuanto a fugas. prácticamente NINGÚN almacenamiento de líquido de hidrocarburos es hermético. Por la simple razón de la expansión térmica, casi todos los contenedores y absolutamente todos los tanques de almacenamiento grandes incluyen ventilación de aire. Se basan en la gravedad para mantener los líquidos en el interior. Por lo tanto, la fuga lenta es inevitable.
Ejecuté el flujo de marea para la última pregunta. Obtuve una amplitud de 1 mm, por lo que no importa mucho.
@PcMan Es posible que también desee ejecutar los números para la flotabilidad de un tanque enterrado; es posible que simplemente salgan del suelo recién saturado y floten hacia la superficie del tanque de peces.
@ZeissIkon Tienden a no salir a la superficie durante eventos como la inundación de Nueva Orleans, en 2005 con el huracán Katrina.
@PcMan ¿Cuánto tiempo estuvo inundado y qué tipo de suelo era? Diferentes condiciones podrían conducir a diferentes resultados. Probablemente también depende de qué tan lleno o no esté un tanque determinado: el aire es mucho más flotante que la gasolina o el diésel.
@ZeissIkon sí, por lo tanto, "tiende". De hecho, he visto un tanque de diesel desarraigarse durante una inundación. Pero estaba más del 90% vacío, por lo que efectivamente era una cámara de aire. También he visto muchos tanques que simplemente tomaron agua y arruinaron el contenido. Sin embargo, por lo general, el tanque permanece donde está y se puede ubicar fácilmente en agua (tranquila) por el brillo del arco iris en el agua que se encuentra sobre él.
No crea que verá mucho "brillo de arcoíris" mientras esa lluvia de una pulgada por hora sigue cayendo, pero puedo ver cómo habría rastros de aceite/gasolina en el desbordamiento. Sin embargo, rastros bastante pequeños, en relación con el caudal. Menos que el del escape de un motor fuera de borda en el desagüe de un lago que permite lanchas motoras.
@PcMan 6-10 gasolineras en un área de 2x2 millas? Como europeo, eso suena absurdamente alto... Una mirada rápida a los mapas de Google en, digamos, Chicago (¿es un suburbio típico de los EE. UU.?) sugiere alrededor de 1 estación de servicio en el promedio de 2x2 millas cuadradas.
La materia orgánica podrida se diluirá en gran medida en este enorme depósito y se agregarán 259 210 m2 de lluvia cada hora, por lo que después del lavado inicial de las cosas flotantes, creo que la contaminación restante será insignificante.
el almacenamiento subterráneo se ventila (a menos que sea gas) y el agua entrará por la ventilación y desplazará el líquido hacia arriba por la tubería de ventilación.
@DanW Tomé promedios de densidad de gasolineras para Los Ángeles, San Francisco, Houston y Denver. Excluidos los centros urbanos, excluidas las regiones agrícolas. incluido comercial e industrial. Hice una comparación de datos locales para garantizar la precisión de Google Maps frente a la realidad. (1 de cada 12 estaciones de servicio en Google no están operativas, según esta verificación). Los europeos viven cerca de su trabajo y comercio. O utilizan el transporte público. Estados Unidos tampoco. (ni Sudáfrica, mi tierra natal)
@PcMan ok, parece que eso es típico de algunas ciudades de EE. UU. - ¿Chicago puede no ser típico? Probablemente se deba a la elección de configuración del OP entonces.

Algunas matemáticas: 25 mm/m2/h y aproximadamente 10 km2 de área conducen a aproximadamente 70 m3/s de agua. Ni siquiera cerca de grandes ríos, pero es un arroyo decente. Aproximadamente 1/100 de Danubio.

La densidad de población varía, tomando una estimación razonablemente alta de 1k/km2: 10k personas, cada una con 100l de problemas. 5k autos, cada uno con 100l de problemas. 5k "misceláneos" (casas y demás), cada uno con 100 l de problemas, y terminas con 20 m3 de problemas.

Ahora, el umbral de contaminación depende en gran medida de la fuente. No puedo molestarme en encontrar umbrales para todas las fuentes de problemas, así que tomé el primer número que encontré: 50 ppm = umbral de 50 mg/l (umbral de la UE para nitratos).

Esto significa que el agua está "limpia" tan pronto como la salida de material problemático sea inferior a 3,5 l/s. Con 20 m3, incluso la salida lineal constante de problemas (la estimación del peor de los casos) le daría solo unas horas para tener cosas por debajo de ese umbral. Incluso estimando 10 veces más contaminantes, el agua estará lo suficientemente limpia en menos de un día.

Entonces, podemos ignorar los suburbios. La contaminación es insignificante con esa cantidad de flujo de agua.

EDITAR: lo más probable es que también podamos ignorar los problemas del agua de lluvia. Con esa cantidad de lluvia, será esencialmente agua pura cayendo. Seguirá necesitando aproximadamente 30 toneladas/día de contaminantes genéricos para que el agua sea problemática para beber.

(Entonces, para hacer que el agua no sea potable, necesita contaminantes específicos que tengan un umbral mucho más bajo de causar problemas. La contaminación post-apocalíptica genérica no funcionará)

No estoy seguro de que el agua de lluvia capturada = filtración se mantenga aquí. La lluvia limpiará el aire, por lo que las partículas en el aire deberían llegar a 0. La pregunta sería si las bacterias en el agua pueden superar el desbordamiento, pero estoy pensando que tal vez no tenga en cuenta que generalmente no tenemos problemas bacterianos en el agua del grifo, etc.
@ user3067860 sí, tienes razón. Con esa cantidad de lluvia, eliminará todos los contaminantes del aire antes de que termine el día.
@user3067860 Obviamente nunca has vivido en África o Indonesia, donde el agua del grifo y el cólera pueden ir de la mano.
@ZizyArcher ¿CÓMO se supone que una tormenta de lluvia permanente de 2x2 millas limpia el aire de todo un planeta? Recuerde el escenario: cada región de 2x2 millas de la tierra tiene sus propios muros de cierre de 10 pies de altura y su propio clima puramente local.
@PcMan no limpiará el aire del planeta, pero no tiene por qué hacerlo. Limpiará el aire en la región donde llueve. Entonces, para tener niveles problemáticos de contaminación para hacer que el agua no sea potable, se requieren muchas toneladas de contaminantes por día que ingresan a esta tormenta local. Esto es difícil de hacer incluso deliberadamente.

Al principio, toda la gasolina de los tanques subterráneos en las estaciones de servicio, todo el aceite de motor y sustancias similares de los automóviles, todo el contenido de los sistemas sépticos y de tratamiento de aguas residuales, más cosas como pesticidas de las tiendas de jardinería y similares terminarán mezclados en el agua. Será un verdadero guiso de bacterias coliformes y contaminantes químicos (sin mencionar a todos los residentes ahogados y sus mascotas que se suman a la mezcla).

Sin embargo, para cuando el agua tenga unos veinte pies de profundidad, habrá suficiente dilución para que los contaminantes químicos se vuelvan casi insignificantes y, como se señaló en otra respuesta, la ebullición será suficiente. Suponiendo que no haya aguas residuales frescas o cuerpos en la pecera, debería ser lo suficientemente seguro para beber sin hervir en cuestión de meses: los peores contaminantes se habrán lavado poco después de que el agua comience a desbordar la pared invisible, o asentarse en el fondo del nuevo "lago", dejando lo que queda casi en su totalidad agua de lluvia. Dada la tasa de lluvia, el agua dentro de la pecera será más pura que la mayoría del agua superficial ca. 2021 dentro de un año (probablemente menos).

Debería incluir qué tipo y nivel de toxinas eran frecuentes en el suburbio, dar cuenta de la erosión, qué tan rápido se agita el agua. ¿Cómo se está escapando? ¿El agua sigue turbia? ¿Se están introduciendo nuevos sedimentos (lo que parece que no es así)? Qué tipo de contaminación del aire puede haber cerca (considere la lluvia ácida), y también qué tipo de microorganismos potencialmente parásitos estaban presentes para comenzar que podrían estar reproduciéndose a partir de vías fluviales preexistentes o capas de suelo que ahora están prosperando o siendo introducidas por algún otro medio.

La pregunta es un poco compleja, por lo que la respuesta generará más preguntas.

En resumen, puede ser que los contaminantes del suelo se asienten en una capa de limo dentro de uno o dos meses, pero si hay bichos dañinos en el agua, o si hay altos niveles de pesticidas, etc., que son solubles en agua, entonces usted puede estar SOL.

En la naturaleza, tendemos a filtrar y/o tratar el agua por una razón, hay muchos parásitos y contaminantes que nos enferman mucho. Cerca de manantiales y cabeceras con acuíferos naturales, el agua está menos contaminada, pero la idea de un lago cristalino no es realista en estos días y lo que estás describiendo suena como un lago artificial en un área inundada, que contenía cantidades ridículas de pesticidas modernos. herbicidas gasolina, y otros contaminantes y basura.

Podría haber una descomposición de la basura y la basura por bacterias naturales que ayudan a que las cosas avancen y algunos contagios podrían morir en el agua, que eran aeróbicos.

Solo algunos pensamientos.

básicamente no hay agitación, el agua solo se escapa por desbordamiento. Tenga en cuenta que también hay una gran diferencia entre los niveles de seguridad legales modernos y ahorrar para beber en un entorno posterior al apocalipsis.
sí, pero aún puedes envenenarte si el agua tiene un 10% de incursión: P. Lo pensaré un poco más.
para que haya una incursión del 10%, tendría que haber un factor de incursión con una torre gigante de retención de fluidos en los suburbios. 300.000.000 metros cúbicos de agua es MUCHA agua.

Las plantas de tratamiento de agua procesan diariamente el agua de lluvia proveniente de las superficies del área urbana

Los objetivos del tratamiento son eliminar los componentes no deseados del agua y hacerla segura para beber o apta para un propósito específico en aplicaciones industriales o médicas. Están disponibles técnicas muy variadas para eliminar contaminantes como sólidos finos, microorganismos y algunos materiales inorgánicos y orgánicos disueltos, o contaminantes farmacéuticos ambientales persistentes. La elección del método dependerá de la calidad del agua a tratar, el costo del proceso de tratamiento y los estándares de calidad esperados del agua procesada.

Los procesos que se llevan a cabo son:

  1. pretratamiento
  2. Coagulación y floculación
  3. Sedimentación
  4. Flotación por aire disuelto
  5. Filtración
  6. Eliminación de iones y otras sustancias disueltas
  7. Desinfección

Si el agua simplemente se mantiene quieta, solo el paso 3 ocurriría naturalmente a un ritmo significativo, y el crecimiento de bacterias y algas en el agua solo empeoraría el problema.

Tomaría años en el mejor de los casos hacer que el agua sea potable sin ninguna intervención.

Pero el agua se agrega continuamente (reemplazando el flujo de salida) a un ritmo increíble: precipitaciones de una pulgada por hora, ¿recuerdas?
Tenga en cuenta que esto no es escorrentía, es una gran cantidad de agua puesta en un área muy pequeña del paisaje suburbano, sin drenaje, en muy poco tiempo.
La mayoría de ellas son descripciones de cómo se realiza un paso de filtrado, que no es tan relevante para una inundación de agua de lluvia torrencial inducida mágicamente; necesita una lista de amenazas específicas eliminadas.