在美国最大的河口普吉特海湾（PugetSound），虎鲸、海豹以及各种鲑鱼都在水中游弋，不远处就是居住着300多万人的西雅图城区。然而，令人触动的是，这么多海生动物的存在却难以掩盖一个事实——这个海湾已经遭到严重污染。
下雨的时候，雨水被冲刷到地下管道系统，这个管道系统也排放该地区的污水，而且每年会有10亿加仑污水流入海湾，这一污水处理系统排出的污水较多，不能完全得到处理。另外，发动机油、草坪化学品、多氯联苯、重金属、宠物粪便以及许多其他物质都流入海湾，有增无减，既通过雨水管道进入，也通过道路和其他海岸建筑物进入。“普吉特海湾面临的最大威胁是非点源污染。”西雅图公用事业局副局长NancyAhern说。
从虎头鲸取得的样本表明，它们的呼吸道上生活着真菌、病毒和细菌，其中有些细菌具有抗生素耐药性，过去只有在陆地上才能发现。卫生官员常常因为粪便污染而不得不关闭牡蛎畜养场。溪流中的鲑鱼也因为污浊的雨水而丧生。
要减轻这种泛滥的源污染，这是全世界许多地区面临的一个问题。西雅图现在正在寻找的，不是新的昂贵的污水处理基础设施，相反，它是要采用一种创新的雨水径流解决方案，就是所谓的绿色基础设施。对于这种方案，越来越多的专家们认为，它不仅是最具成本效益的方式，可以大面积处理这样的大问题，而且也可以带来一系列的其他益处。从纽约市到瑞典，越来越多的城市都在进行这方面的投资，建设天台花园，建造利用树木过滤污染的系统，以减轻径流污染。
灰色基础设施是排、输雨水的管道和沟渠系统。绿色基础设施是利用树木和其他植物的自然过程，也就是所谓的生态系统功能，使建筑系统发挥过滤作用。绿色基础设施往往会拦截水流，不让雨水流入街道受到污染，而是先把水蓄起来，通过渗透或蒸发逐步释放。树木也可以清洁脏水，它们都有天然的过滤功能。
绿色基础设施的提倡者认为，绿色基础设施不仅仅绿色，而且也具有经济意义。它的成本效益取决于如何分配和估量这些益处以及从多长时间跨度来估量，但是，绿色基础设施已经被证明比灰色基础设施更便宜。
2012年，美国河流协会（American Rivers）、西北经济协会（ECONorthwest）和其他团体进行了一项研究，考察了美国各地的479个绿色基础设施项目。他们得出的结论是，大约有四分之一的项目太昂贵，31％的项目成本相同；超过44％的项目实现了成本下降，在某些情况下是大幅度下降。以纽约市为例，预计在未来20年，使用绿色基础设施可节省15亿美元。
绿色基础设施的概念并不新鲜。长期以来，纽约市一直就在保护卡茨基尔山（Catskills Mountains）和哈得孙河谷（HudsonValley）流域，以保障城市的饮用水供应。20世纪90年代以来，为了满足联邦法规的要求，纽约市已经投入15亿美元，保护覆盖卡茨基尔山大部分区域的森林，而没有兴建及经营过滤和净化水的工厂，这样的工厂需要耗资100亿美元。
“我们正处在一个转折点。”美国河流协会的KatherineBaer表示，这个协会正与一些团体实施绿色基础设施，“我们会看到更多的类似做法，可以保护、恢复或模拟大自然的功能，因为城市不仅要解决水质问题，而且也要保证宜居性，适应气候变化。”
西雅图属于最早采用这种新方法的城市，这种方法首先要保护现有的关键湿地，用以清洁水源，存蓄雨水径流。例如，西雅图也要求居民安装“雨水花园”，种植一些原生植物，采用特殊设计的混合土壤，用来存蓄雨水，使它们渗入地面。贝尔说，这种土壤更像海绵，使水不会流到马路和人行道上，带来泥沙和污染物。西雅图居民建造雨水花园，费用可以报销，平均费用为3,000至4,000美元。西雅图也正在敦促居民断开落水管与雨水渠，重新疏导屋顶水流，使其流入花园或草坪，或存储在水箱或水桶中。
华盛顿州Coupeville的普吉特海湾城市正在进行实验，使用树木和其他植物净化水，被称为植物修复工程，可以净化大型停车场和住宅开发区的雨水径流。这些水首先流过一个生态洼地，洼地基本上就是一条排水沟，具有平缓倾斜的坡面，碎石和植被可以隔挡淤泥和沉积物。水流入洼地，洼地有35英尺×250英尺大小，种植着密集的杨树和柳树，按照设计，每天可以隔挡存蓄数千加仑径流。
“每一滴水都要穿过植物根部一英寸的地方，根部的反应器就会净化它。”Ecolotree公司总 裁LouLicht说，这家公司就安装这种系统。植物根部生长着密集的微生物群落，这就是所谓的根部反应器，树木会中和最令人头疼的街道废物，包括氨、硝酸盐、制动器衬片上掉落的铜。经植物根部净化后，这些水就可排放，用于灌溉。
事实证明，铜在普吉特海湾地区是一个大问题。人们刹车的时候，精细的铜粉就会掉落到地面，并被冲入溪流。在一些溪流中，返回产卵的银鲑鱼有90％会死亡，部分原因就是溪流中铜含量高，这些铜就是刹车和其他原因带来的；铜会伤害鲑鱼的嗅觉，产生干扰，使它们无法返回出生地的溪流，也无法觉察捕食者。但是，Licht说，铜是树木必需的营养成分，树木根部和豆泥可以大量吸收这种成分。
绿色屋顶长期以来就一直在欧洲使用，现在，这种工程在北美迅速推广。在北美，多伦多是要求新商业建筑进行屋顶绿化的第一座城市。世界上最大的绿色屋顶有10.4英亩，位于密歇根州福特迪尔伯恩卡车装配厂的天台。那里，生机盎然的屋顶草原上，种植着七个品种的花草，吸引来蝴蝶和蜂鸟。福特公司官员说，这处屋顶仅是一部分，在工厂，有占地600英亩的绿色雨水处理系统，耗资1,500万美元，因此，就不需要耗资5,000万美元的污水处理设施。这种屋顶还使加热和冷却费用减少5％。
另一种绿色基础设施工程是透水路面，这种路面所用的材料可以让水渗透，进入地面，而不会流失。在芝加哥，市政正在用透水路面改造城市小巷，也采用凉性路面以降低温度。有一个局限性是透水铺面不能用于常规街道，因为犁耕和打磨会损坏它。
尽管绿色基础设施通常被看作是处理雨水径流的一种方式，但是，许多城市管理者和环保主义者都具有更广阔的视野。贝尔说：“人们正在认识到它多方面的益处，树木、森林和绿化可以降低城市热岛的温度。另一点是可以改善空气质量，因为绿色植物可以吸收污染物。”
马里兰州艾特蒙特顿城（Edmonston）就是一个很好的范例，说明绿色基础设施的多重效益。这座城市沿着它的主要干道迪凯特大街（DecaturStreet）建成雨水花园，使62％的雨水径流不会流入安纳考思提亚河（AnacostiaRiver），而透水路面会转移另外的28％，这个案例就是所谓的“活的街道”。“我们也想改善街景，为当地提供就业机会，减少交通流量。”马里兰州贝尔茨维尔（Beltsville）低冲击开发中心（LowImpact Development Center）执行主任NeilWeinstein说，“绿色基础设施会带来真正的宜居城市。”
德国斯图加特市认识到，城市热岛效应应归咎于夏季严重污染的空气，因此，这座城市对天气模式进行了分析，并制定了一项计划，以恢复“风道”畅通，让周围的山上的自然微风来净化城市，并调节城市温度。这意味着要禁止新的建筑物阻挡新鲜空气流入，也要保护现有的绿色空间，并创造开阔场地。
在纽约市，Tyler Caruso和EricFacteau负责一个名为“目睹绿色”（SeeingGreen）的项目，这个项目研究都市屋顶农业快速增长的现象，研究它在粮食生产之外产生的影响，特别是在水管方面的作用。这种屋顶农场中，雨水不会从屋顶流下，而是可以用来种植农作物。Caruso说，屋顶农场可以存蓄高达70％的小暴雨，然后通过蒸发蒸腾慢慢地释放它们，这可媲美传统的绿色屋顶。
树木和植物的天然过滤功能带来了一些创造性的用途。瑞典中部恩雪平（Enkoping）小镇农业繁荣，过去，污水污泥都要流过污水处理厂。但近年来，这座城市已经转向植物修复。含有高浓度氮的污水被抽到约190亩的柳树灌木林中，过滤掉污染物。然后，这些柳树会被砍伐，劈成小块，用作生物燃料，进行发电。
虽然西雅图、密尔沃基（Milwaukee）和费城（Philadelphia）等大城市都采用雨水花园、屋顶绿化以及其他类型的绿色基础设施，但是，这仍然是一个新生的领域，在很多方面，这项技术仍然未经过测试，而且处在不断发展之中。Weinstein说：“这确实是一项发展中的技术。五年前，还没有任何绿色屋顶。现在，这里到处都是。”
这就是说，随着时间的推移，在某些情况下还不知道这些技术效果会如何。要更广泛地实施这项技术，最大障碍之一是监管机构，这些机构很难用现行法规协调的这些新方法。Weinstein说：“要修改法规、批准新技术，通常需要数年时间。”
专家说，尽管存在这些障碍，但是，绿色基础设施很可能会腾飞，不仅在美国是这样，而且在世界各地都是这样。“几乎可以说必然会这样。”Weinstein说，“在美国，有一千多个社区存在污水溢出问题，我们有很多的城区，基础设施就处在其生活循环的终点。”他说，“因为成本问题，所以你不能采用传统方式做到这一点，我们需要新的工具。”
