Wykorzystanie ścieków do nawadniania jako odpowiedź na niedobory wody w rolnictwie

Rolnictwo jest w bardzo dużym stopniu uzależnione od wody i niestety coraz częściej narażone na zagrożenia związane z jej brakiem. Produkcja rolna to także największy sektor wykorzystujący wodę. Odpowiada za około 70% jej globalnego poboru. Można powiedzieć, że jest zarówno „ofiarą”, jak i przyczyną deficytu. Poprawa gospodarki wodnej w rolnictwie ma zatem kluczowe znaczenie dla zrównoważonego i produktywnego sektora rolno-spożywczego.

W wielu rejonach na świecie metoda wykorzystywania oczyszczonych ścieków domowych do nawadniania naziemnego jest już powszechnie stosowana. Zjawisko to ma miejsce np. na Bliskim Wschodzie, w Afryce Południowej i Północnej oraz w krajach śródziemnomorskich. Metoda ta przynosi wiele korzyści, ale ma również wady. Jedną z nich jest szybkie parowanie. Kolejne to mikrozanieczyszczenia – oczyszczone ścieki zawierają farmaceutyki, bakterie odporne na antybiotyki oraz szeroką gamę różnych chemikaliów. Zarówno pracownicy terenowi, jak i same uprawy mają także bezpośredni kontakt ze skażoną wodą, co stwarza poważne zagrożenie dla zdrowia.

Ponowne wykorzystanie ścieków domowych – nawadnianie podpowierzchniowe

Wyniki badania opublikowane w czasopismach naukowych „Science of the Total Environment” oraz „Review of Environmental Contamination and Toxicology” pokazują, iż ponowne wykorzystanie oczyszczonych ścieków domowych poprzez nawadnianie zasilane wodą gruntową może zaspokoić część zapotrzebowania na wodę w rolnictwie, przy czym ścieki te są naturalnie oczyszczane przez podłoże.

Głównym autorem badania jest dr hab. Dominique Narain-Ford z Instytutu Bioróżnorodności i Dynamiki Ekosystemów UvA:

„To zrzuty są szczególnie problematyczne podczas niskich przepływów w lecie, powodując, że małe wielkościowo wody powierzchniowe składają się głównie z oczyszczonych ścieków. Woda z tych strumieni jest w wielu przypadkach bezpośrednio stosowana na uprawy przez nawadnianie zraszające, co skutkuje niezamierzonym narażeniem na ludzkie patogeny i inne mikrozanieczyszczenia”.

Dzięki nawadnianiu podpowierzchniowemu kanały glebowe eliminują ten bezpośredni kontakt. Nawadnianie zasilane wodą gruntową optymalnie wykorzystuje także procesy glebowe, które filtrują, buforują, rozkładają i minimalizują rozprowadzanie chemikaliów.

Wykorzystanie ścieków domowych – badania w Holandii

Idealna do przeprowadzonych badań okazała się Holandia. Jest to bardzo gęsto zaludniony kraj z 1,9 milionami hektarów gruntów uprawnych i dobrze rozmieszczonymi oczyszczalniami ścieków. Całkowite zapotrzebowanie na wodę do nawadniania nadziemnego za pomocą zraszaczy średnio wynosi 144 mln m³. W okresie suchym może być to nawet 256 mln m³. Oczyszczalnie natomiast odprowadzają rocznie ok 1,9 miliarda m³ ścieków. Jak można zauważyć, jest to znacznie więcej niż zapotrzebowanie na wodę dla naziemnych systemów nawadniających.

Nawadnianie za pomocą zraszaczy wymaga znacznie mniej zasobów niż sposób podpowierzchniowy, gdyż nie istnieje konieczność podniesienia poziomu wód gruntowych do pożądanego poziomu. Problemem za to są większe straty, będące efektem parowania. Warto tutaj zwrócić uwagę na fakt, iż w dłuższej perspektywie, podczas nawadniania podpowierzchniowego, zapotrzebowanie będzie się zmniejszać z powodu podwyższonego poziomu wód gruntowych.

Narain-Ford: „Nawadnianie podpowierzchniowe może upiec dwie pieczenie na jednym ogniu. Nasze spostrzeżenia przyczynią się do bezpiecznego wykorzystywania ścieków w koncepcji ponownego wykorzystania wody w gospodarce o obiegu zamkniętym”.