Κλιματική ανθεκτικότητα μέσω επαναχρησιμοποίησης επεξεργασμένων αστικών λυμάτων: Κλειδί για αειφόρο γεωργία σε συνθήκες λειψυδρίας – 13/09/2024

Κλιματική ανθεκτικότητα μέσω επαναχρησιμοποίησης επεξεργασμένων αστικών λυμάτων: Κλειδί για αειφόρο γεωργία σε συνθήκες λειψυδρίας

Η έλλειψη νερού αποτελεί μείζον ζήτημα σε πολλές περιοχές στον κόσμο, συμπεριλαμβανομένων των νοτιοδυτικών Ηνωμένων Πολιτειών και του Μεξικού, της βόρειας και ανατολικής Αφρικής, της Αραβικής Χερσονήσου και της Πεδιάδας της Βόρειας Κίνας. Η κλιματική αλλαγή αναμένεται να εντείνει χωρικά και χρονικά τις σοβαρές ανισορροπίες νερού, προκαλώντας καταστροφικές απώλειες σε ανθρώπινες ζωές και υποδομές, με σημαντικές οικονομικές επιπτώσεις. Η Διακυβερνητική Επιτροπή του ΟΗΕ για την Κλιματική Αλλαγή (IPCC) προβλέπει ότι τα ακραία καιρικά φαινόμενα θα αυξηθούν σε συχνότητα και σοβαρότητα, και ότι οι παγκόσμιες θερμοκρασίες θα συνεχίσουν να αυξάνονται. Τα ακραία καιρικά φαινόμενα, όπως οι εκτεταμένοι καύσωνες του 2023 στην Ευρώπη, τη Δυτική Βόρεια Αμερική και την Ασία, και οι πλημμύρες στο Πακιστάν, το Μπαγκλαντές, την Αυστραλία και τη Λιβύη, συμβαίνουν με αυξημένη συχνότητα και σοβαρότητα, προκαλώντας περαιτέρω διαταραχές στον υδρολογικό κύκλο και εντείνοντας την ανάγκη για ανάληψη μέτρων.

Η αποτελεσματική διαχείριση των υδάτινων πόρων είναι επομένως ζωτικής σημασίας για την παγκόσμια επισιτιστική ασφάλεια και την αειφόρο ανάπτυξη. Η πρόσφατη ανασκόπηση που δημοσιεύθηκε από την Καθηγήτρια του Τμήματος Πολιτικών Μηχανικών και Μηχανικών Περιβάλλοντος του Πανεπιστημίου Κύπρου Δρ. Δέσπω Φάττα-Κάσινου, τον Δρ. Αναστάση Χρίστου από το Ίδρυμα Γεωργικών Ερευνών, ερευνητές του Διεθνούς Ερευνητικού Κέντρου Νερού Νηρέας (Δρ. Βασιλική Μπερέτσου, Δρ. Ιάκωβος Ιακωβίδης, Δρ. Πόπη Καραολιά, Δρ. Κώστας Μιχαήλ) και συνεργάτες από το εξωτερικό Tarik Benmarhnia (Scripps Institution of Oceanography, University of California San Diego, USA και Université de Rennes, France), Benny Chefetz (The Hebrew University of Jerusalem, Israel), Erica Donner (Future Industries Institute, University of South Australia, Adelaide και Cooperative Research Centre for Solving Antimicrobial Resistance in Agribusiness, Food and Environments, Australia), Bernd Manfred Gawlik (Joint Research Centre, European Commission, Ispra, Italy), Yunho Lee (Gwangju Institute of Science and Technology, Republic of Korea), Teik Thye Lim (Nanyang Technological University, Singapore), Lian Lundy (Middlesex University, UK), Roberta Maffettone (Joint Research Centre, European Commission, Ispra, Italy), Luigi Rizzo (University of Salerno, Italy), και Edward Topp (Agroecology Unit, Bourgogne-Franche-Conté Research Centre, France και University of Western Ontario, Canada), στο Nature Reviews Earth and Environment με Συντελεστή Απήχησης 49.7, (https://www.nature.com/articles/s43017-024-00560-y) εξετάζει τα πολλά πιθανά οφέλη και τις προκλήσεις που ενδέχεται να επιφέρει η χρήση επεξεργασμένων αστικών λυμάτων για άρδευση.

Αυτή τη στιγμή, ο κόσμος παράγει περίπου 400 km³ λυμάτων ετησίως· δυστυχώς, λιγότερο από το 20% αυτών επεξεργάζεται σε επίπεδο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί. Από αυτό το ποσοστό, μόνο το 2-15% επαναχρησιμοποιείται για άρδευση, ανάλογα με την περιοχή. Το κύριο ζήτημα με τη χρήση επεξεργασμένων λυμάτων για άρδευση είναι ότι οι υφιστάμενες τεχνολογίες επεξεργασίας δεν μπορούν να εξαλείψουν πλήρως όλους τους μικρορύπους (οργανικές ενώσεις σε πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις) αλλά και παράγοντες μικροβιακής ανθεκτικότητας σε αντιβιοτικά όπως ανθεκτικά βακτήρια, και γονίδια που φέρουν την πληροφορίας της ανθεκτικότητας. Ορισμένοι από αυτούς τους ρύπους θα μπορούσαν δυνητικά να επηρεάσουν το περιβάλλον (συμπεριλαμβανόμενων των αγροτικών οικοσυστημάτων και των καλλιεργειών), και ενδεχομένως την ανθρώπινη υγεία. Παρόλα αυτά, είναι δυνατόν να εξασφαλιστεί μια σταθερή παροχή νερού για τη γεωργία, ακόμη και σε ξηρές περιοχές, με τη χρήση προηγμένων τεχνολογιών και συστημάτων επεξεργασίας και επαναχρησιμοποίησης νερού. Αυτά τα συστήματα μπορούν να παρέχουν επεξεργασμένα λύματα που είναι ασφαλή για χρήση σε καλλιέργειες. Επιπλέον, αυτά τα συστήματα θα μπορούσαν να προσφέρουν θετικό ενεργειακό αποτέλεσμα, καθώς η ενέργεια που είναι ενσωματωμένη στα λύματα ξεπερνά κατά πολύ αυτήν που χρειάζεται για την επεξεργασία. Θρεπτικά στοιχεία χρήσιμα για τη γεωργία, όπως το άζωτο, ο φώσφορος και το κάλιο, θα μπορούσαν επίσης να ανακτηθούν και να επαναχρησιμοποιηθούν. Η επαναχρησιμοποίηση επεξεργασμένων λυμάτων για άρδευση μπορεί να συμβάλει σημαντικά στην κυκλική οικονομία και αειφόρο ανάπτυξη. Ωστόσο, τα αρχικά βήματα για να καταστεί αυτό πραγματικότητα—η χρηματοδότηση και η εφαρμογή προηγμένων τεχνολογιών επεξεργασίας και η επίτευξη κοινωνικής αποδοχής—είναι κρίσιμα και σε αυτά πρέπει να δοθεί προτεραιότητα.

Κάποια από τα κύρια σημεία του δημοσιευμένου άρθρου είναι τα εξής:

• Περισσότερο από το 80% των λυμάτων που παράγονται παγκοσμίως διοχετεύεται στο περιβάλλον χωρίς επεξεργασία, με πάνω από 95% στις λιγότερο ανεπτυγμένες χώρες. Τα λύματα συχνά διεισδύουν στα υπόγεια ύδατα και ρέουν σε ποτάμια και λίμνες. Σε ορισμένες περιπτώσεις, αυτό το ανεπεξέργαστο υγρό απόβλητο χρησιμοποιείται—είτε άμεσα είτε έμμεσα—στην παραγωγή ζωοτροφών ή τροφίμων, προκαλώντας μολύνσεις.
• Η εφαρμογή προηγμένων συστημάτων επεξεργασίας και επαναχρησιμοποίησης νερού μπορεί να εξασφαλίσει μια αξιόπιστη και ασφαλή παροχή νερού για τη γεωργία, αντικαθιστώντας δυνητικά μια ισόποση ποσότητα φρέσκου νερού που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για πόση ή άλλες βασικές χρήσεις.
• Η επαναχρησιμοποίηση επεξεργασμένων λυμάτων για άρδευση μπορεί να αντισταθμίσει τις ανισορροπίες νερού που μαστίζουν τη γεωργία σε πολλές περιοχές του κόσμου. Η επέκταση αυτής της πρακτικής, ιδιαίτερα σε περιοχές που ήδη στερούνται νερού, έχει τη δυνατότητα να διατηρήσει τα επίπεδα παραγωγής τροφίμων και ίσως ακόμη και να τα αυξήσει.
• Οι εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων έχουν τη δυνατότητα να μετατραπούν σε κέντρα ανάκτησης νερού, ενέργειας και θρεπτικών ουσιών.

Οι περισσότερες εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων σήμερα ακολουθούν μια γραμμική, ενεργοβόρα προσέγγιση που δεν είναι μόνο αναποτελεσματική, αλλά και ανεπαρκής όσον αφορά την ανάκτηση πόρων. Ωστόσο, υπάρχει μεγάλο δυναμικό για αυτές τις εγκαταστάσεις να εξελιχθούν σε κάτι πολύ καλύτερο: πλήρως κυκλικές, πραγματικά αποτελεσματικές στην ανάκτηση πόρων.

Η επαναχρησιμοποίηση των επεξεργασμένων αστικών λυμάτων για άρδευση έχει γίνει μια σημαντική στρατηγική για χώρες που αντιμετωπίζουν λειψυδρία. Πολλές περιοχές στον κόσμο έχουν υιοθετήσει συστήματα επαναχρησιμοποίησης για να ενισχύσουν την αγροτική παραγωγικότητα. Στο Ισραήλ περισσότερο από το 85% των παραγόμενων επεξεργασμένων λυμάτων επαναχρησιμοποιούνται, καλύπτοντας πάνω από το μισό των αρδευτικών αναγκών της χώρας. Περίπου 160 000 εκτάρια (~45% της καλλιεργήσιμης γης) αρδεύονται με επεξεργασμένα λύματα, συμβάλλοντας σημαντικά στην αγροτική παραγωγή. Κύριοι παράγοντες επιτυχίας περιλαμβάνουν το κεντρικό σύστημα διαχείρισης (όπου όλα τα νερά ανήκουν στο κράτος), οικονομικά κίνητρα και έρευνα που αξιολογεί τις μακροπρόθεσμες επιπτώσεις της πρακτικής στο έδαφος και τις καλλιέργειες. Αυστηροί κανονισμοί διασφαλίζουν την αγρονομική ποιότητα των επεξεργασμένων λυμάτων και κατ’ επέκταση τη δημόσια υγεία, εξασφαλίζοντας τη βιώσιμη επαναχρησιμοποίησή τους.

Η Κύπρος, με τον υψηλότερο δείκτη εκμετάλλευσης υδάτων στην Ευρώπη (124% το 2019), επαναχρησιμοποιεί σχεδόν το 80% των τριτοβάθμια επεξεργασμένων λυμάτων που παράγονται στην χώρα. Οι ΗΠΑ και η Κίνα έχουν μακρά ιστορία χρήσης επεξεργασμένων λυμάτων, ενώ στην Αυστραλία, η επαναχρησιμοποίηση στη γεωργία αυξάνεται συνεχώς με στόχο να γίνει η χώρα κλιματικά ανεξάρτητη ως προς τους υδατικούς πόρους.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η χρήση επεξεργασμένων λυμάτων για την άρδευση καλλιεργειών προσφέρει τόσο πλεονεκτήματα όσο και προκλήσεις. Από τη μια πλευρά, τα επεξεργασμένα λύματα αποτελούν μια σταθερή πηγή νερού που εμπλουτίζει τις καλλιέργειες με θρεπτικά συστατικά, μειώνοντας την ανάγκη για εμπορικά λιπάσματα. Από την άλλη πλευρά, ενδέχεται να επιφέρει και ορισμένα προβλήματα, όπως η αλατότητα του εδάφους και η βακτηριακή μόλυνση των παραγόμενων αγροτικών προϊόντων εάν η επεξεργασία των λυμάτων δεν είναι επαρκής. Η παρουσία οργανικών χημικών ουσιών, συμπεριλαμβανομένων των φαρμακευτικών ουσιών, και άλλων παραγόντων που σχετίζονται με τη μικροβιακή αντοχή ενδεχόμενα να προκαλούν επιδράσεις στη δημόσια υγεία που σήμερα αξιολογούνται από την επιστημονική κοινότητα. Είναι επομένως απαραίτητη η προσεκτική παρακολούθηση και η τήρηση υψηλών προτύπων ποιότητας επεξεργασμένων αστικών λυμάτων καθώς και η εκτίμηση της επικινδυνότητας της πρακτικής της επαναχρησιμοποίησης στις περιοχές που εφαρμόζεται.

Διάφοροι οργανισμοί και χώρες εφαρμόζουν πρότυπα για τη διασφάλιση της δημόσιας υγείας και της προστασίας του περιβάλλοντος. Μερικά παραδείγματα:

• Οργανισμός Τυποποίησης (ISO) παρέχει τεχνικά πρότυπα για την επαναχρησιμοποίηση επεξεργασμένων λυμάτων στην άρδευση (ISO 16075:2020, ISO 20426:2018)
• Η Ευρωπαϊκή Ένωση έχει εκδώσει τον Κανονισμό 2020/741 για τα ελάχιστα πρότυπα ποιότητας επεξεργασμένων αστικών λυμάτων.
• Στις ΗΠΑ, κάθε πολιτεία ρυθμίζει την επαναχρησιμοποίηση με δικούς της κανόνες όπως για παράδειγμα η Καλιφόρνια μέσω του Title 22, ενώ η Αμερικανική Υπηρεσία Περιβάλλοντος έχει εκδώσει γενικές κατευθυντήριες οδηγίες για την επαναχρησιμοποίηση.
• Το Ισραήλ και η Αυστραλία έχουν κατευθυντήριες γραμμές που βασίζονται σε αξιολογήσεις κινδύνου για την επαναχρησιμοποίηση.

Συμπερασματικά, η παγκόσμια ανάπτυξη της επαναχρησιμοποίησης λυμάτων μπορεί να αποτελέσει μια βιώσιμη πρακτική, νοουμένου ότι πραγματοποιείται μέσω κατάλληλης διαχείρισης και διέπεται από ρυθμιστικά πλαίσια, τα οποία πρέπει να προσαρμόζονται στις τοπικές συνθήκες και να υποστηρίζονται πολιτικά, θεσμικά και οικονομικά.

Για περισσότερες πληροφορίες μπορείτε να επικοινωνείτε με την Δρ. Δ. Φάττα-Κάσινου στο dfatta@ucy.ac.cy και τον Δρ. Α. Χρίστου στο achristou@ari.moa.gov.cy.