東京部分地區的下水道系統於1880年代建造，當時雨水和污水沒有完全分流。這種舊式系統在暴雨期間會導致未經處理的廢水直接排入河流，以避免城市淹水。因此，東京灣的水質受到影響，特別是在雨季，這種情況可能一年發生多達120天。在2020年東京奧運的測試賽中，選手們曾反映東京灣有異味，且檢測出大腸桿菌超標，顯示出舊式下水道系統對水質的直接影響。
雨水分流機制不完善的主要問題是，當暴雨來襲時，污水處理廠無法及時處理所有廢水。為了避免城市內發生淹水，未經處理的廢水會被排放到河流中，造成水質污染。這種污染不僅影響水生生態系統，還可能對人類健康產生危害，如奧運選手在比賽中因水質問題而感到不適。此外，未經處理的廢水排放還會影響東京灣的整體環境品質，使其散發出異味，影響城市形象。
其他城市如波士頓和京都在污水處理方面也面臨挑戰。波士頓港在過去曾因污水排放問題嚴重，經過多年的整治才有所改善，但仍存在偷排廢水和下水道老舊等問題。京都的琵琶湖也曾因工廠排放含氮和磷的廢水而出現惡臭問題。然而，也有一些城市找到了創新的解決方案，如岡山的兒島湖利用養殖沼蝦來淨化水質，仙台則利用污水處理過程中產生的沼氣來發電。這些案例表明，通過不同的方法和技術，城市可以有效地改善污水處理，提升水質。
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