لورس :استفاده مجدد ایمن از پساب تصفیه شده

به گزارش مجله خبری ارزهای دیجیتال لورس :

پساب تصفیه شده برای آبیاری کشاورزی

همه ما می دانیم که آب حتی در جاهایی که قبلاً فراوان بود،  در حال کمیاب شدن است. این یک مشکل برای مشاغل است، زیرا اکثر شرکت ها بدون تامین آب مطمئن ورشکست می شوند. از سویی دیگر، آب سالم و پاک برای زندگی بر روی زمین، جوامع مولد و اقتصادهای انعطاف پذیر ضروری است. در چنین شرایطی آلودگی آب دریاچه ها، رودخانه ها و اقیانوس ها و خاک و منابع آب زیرزمینی ما را تهدید می کند. فلزات سنگین و مواد شیمیایی سمی کیفیت آب را پایین می آورند. آنها منابع آب را در نتیجه سوء مدیریت آب در تولیدات کشاورزی، استفاده صنعتی و زیرساخت های ناکافی تصفیه فاضلاب آلوده می کنند. و نتیجه آن یک چالش مشترک و جهانی شده است. کشور ما نیز از این قاعده مستثنا نیست و البته مسئله بزرگتری نیز دارد که موقعیت جغرافیایی آن است. بنابراین، باید هم برای تامین آب مورد نیاز و هم برای رفع آلودگی آب موجود اقدام جمعی و سریعی انجام داد. ما  اگر چه با مشکلات عدیده و عمده ای روبه رو هستیم، اما به فراخور نیاز می توانیم با توجه به دانش و خرد متخصصان و نخبگان این حوزه و دیگر حوزه های مکمل از این تهدید فرصتی بسازیم که به رونق کشور را به دنبال خود داشته باشد.

یکی از راه کارهایی که یک شرکت ایرانی در حال انجام آن است، سیستم اگو یا همان اتصال و انتقال فاضلاب خانگی به شهری است که هم از هدر رفت و هم در مدیریت شهری و بهداشت جامعه تاثیر مثبتی داشته که می توان از آن روش برای تمام شهرهای ایران بهره برد. دیگر منبعی که می توان با توجه به آن به راه کار رسید کشورهای آسیایی هستند که این موارد را تجربه کرده اند. البته در کشورهای آسیایی با توجه به ساختار آن کشورها اقداماتی انجام شد که می توان از آنها نیز الگو گرفت. در آسیا، خطر آلودگی آب آشکار است و ذینفعان گرد هم می آیند تا اقدام کنند.

آسیا و اثرات آلودگی آب و شیوه های مقابله با آن

در چین، یک ابرقدرت تولید جهانی که تولید آن از مجموع 9 تولیدکننده بزرگ بعدی فراتر است، افزایش بهره وری هزینه ای را بر آب های زیرزمینی تحمیل کرده است. بیش از 90 درصد از آب‌های زیرزمینی کشور توسط دفن زباله‌های سمی انسانی و صنعتی، همراه با کودهای کشاورزی، آلوده است که تقریباً 70 درصد از رودخانه‌ها و دریاچه‌ها را برای استفاده انسان ناامن می‌کند. رهبران این کشور به چالش های مدیریت آب توجه ویژه نشان دادند و ابتکار شهر اسفنجی، به عنوان مثال، یک راه حل مبتنی بر طبیعت برای حفظ آب در منبع خود مدنظر قرار گرفت. این طرح در 16 شهر به صورت آزمایشی در حال انجام است تا ببینند که چگونه می توان از چشم انداز برای کاهش و پاکسازی جریان آب در مناطق شهری استفاده کرد.

در ویتنام، این کشور تشدید پایدار تولید محصولات کشاورزی را در اولویت قرار داده است که 12 درصد از تولید ناخالص داخلی کشور را در سال 2023 تشکیل می دهد. با رشد تولیدات کشاورزی، دلتای مکونگ با چالش های مرتبط با افزایش استفاده از کودها و آفت کش ها مواجه است که در صورت مدیریت نادرست می تواند منجر به افزایش تولیدات کشاورزی شود. به آلودگی مواد مغذی و آلودگی شیمیایی در سیستم رودخانه می انجامد. آنها نیز یک رویکرد سیستمی برای بهبود کیفیت آب در سراسر کشور اتخاذ کرده‌اند. این افزایش دسترسی به آب پاک در مناطق روستایی را از 17 درصد به 50 درصد بین سال های 1993 و 2020 افزایش داد.

هند با جمعیتی که پیش بینی می شود تا سال 2029 از 1.5 میلیارد نفر فراتر رود، با چالش فزاینده ای برای تصفیه فاضلاب مواجه است. با افزایش جمعیت کشور، فشار بیشتری بر زیرساخت های آب عمومی آن وارد می شود و بیش از 70 درصد فاضلاب تصفیه نشده باقی می ماند. برای مقابله با آلودگی آب و فاضلاب، دولت های شهری و منطقه ای تغییرات مثبتی در استفاده و استفاده مجدد از آب ایجاد کرده است. به عنوان مثال، در سال 2021، چنای اولین شهر در هند بود که فاضلاب خود را در مقیاس برای رفع نیازهای صنعتی بازیافت کرد. داستان موفقیت Chennai، با استقرار گیاهان اسمز، به عنوان الهام بخش در بیشتر شهرهای هند و فراتر از آن برای کشف راه حل های مشابه در کشورهای دیگر مورد بحث و بررسی قرار گرفت.

اما در اروپا که موضوع کمی دقیقتر دنبال می شود مدلی در حال استفاده است که می توان آن را با ابتکارات و تکیه بر دانش جوانان کشور بدون کوچکترین نگرانی مورد استفاده قرار داد. اگرچه این طرح کمبودها و نقاط ضعفی دارد، اما همین کلیت می تواند منبع مناسبی برای تحقیقات شود.

سیستم هشدار اولیه برای استفاده مجدد ایمن از پساب تصفیه شده برای آبیاری کشاورزی

سیستم هشدار زودهنگام (EWS) برای استفاده مجدد از آب سالم، یک ابزار مدیریت مبتنی بر ریسک برای بهداشت است. هدف آن جلوگیری از آلودگی باکتریایی و سمی مرتبط با استفاده مجدد از فاضلاب تصفیه شده برای آبیاری کشاورزی بر اساس موارد نظیر، شبکه ای جامع از سنسورهای چند پارامتری در تصفیه خانه فاضلاب، حسگرهای جدید برای اندازه‌گیری‌های لحظه‌ای در محل، الگوریتم‌های یادگیری ماشین برای پیش‌بینی رویدادهای احتمالی آلودگی و این به اجرای طرح ایمنی بهداشتی مبتنی بر ریسک بر اساس رویکرد WHO کمک می کند. البته این موضوع چالش های نیز به همراه دارد. مثلا استفاده مجدد از پساب تصفیه شده برای اهداف آبیاری اقدامی برای کاهش تنش آبی و بهره برداری بیش از حد از منابع آب شیرین است. سیستم‌های هشدار اولیه ابزارهای مفیدی برای تقویت این شیوه‌ها، پردازش داده‌های بی‌درنگ و آفلاین از WWTP برای استفاده مجدد از آب سالم هستند. کاربردهای فعلی استفاده مجدد از آب هنوز مبتنی بر راه حل های دیجیتالی نیست که ارائه دهندگان آب تصفیه شده ایمن (WWTPs) را با کاربران نهایی (به عنوان مثال کشاورزان) متصل می کند و هماهنگی بین بخشی را با در نظر گرفتن الزامات کمیت و کیفیت آب فراهم می کند.

محدودیت های رویه های فعلی سیستم هشدار اولیه برای استفاده مجدد ایمن از پساب تصفیه شده برای آبیاری کشاورزی

در سراسر اروپا، در مرحله فعلی تقریباً 2.4 درصد از فاضلاب شهری تصفیه شده مجدداً استفاده می شود. بسته به در دسترس بودن آب، این نرخ می تواند تا 70٪ برسد. در سطح اروپا، مقررات اتحادیه اروپا در مورد حداقل الزامات برای استفاده مجدد از آب در ژوئن 2020 تصویب شده است و از 26 ژوئن 2023 اعمال می شود. هدف این سند قانونی در مورد استفاده مجدد از آب، تسهیل در جذب مجدد آب در هر زمان که مناسب باشد و مقرون به صرفه است، در نتیجه چارچوبی توانمند برای آن دسته از کشورهای عضوی که مایل یا نیاز به استفاده مجدد از آب دارند ایجاد می کند. این مقررات حداقل الزامات را برای کیفیت آب و نظارت، و همچنین مقرراتی برای مدیریت ریسک، برای استفاده ایمن از آب بازیافتی برای آبیاری کشاورزی، بسته به دسته محصول، تعیین می کند. به عنوان مکمل این مقررات، دستورالعمل هایی برای حمایت از اعمال مقررات 2020/741 در مورد حداقل الزامات برای استفاده مجدد از آب تهیه شده است.

به عنوان مثال در حال حاضر در ایتالیا، الزامات استفاده مجدد از آب توسط مقررات تعریف شده است. 185/2003، که محدودیت‌هایی را برای غلظت‌های چند آلاینده شیمیایی و میکروبی تعیین می‌کند که باید برای همه استفاده‌های مورد نظر از آب بازیافتی، از جمله مصارف کشاورزی، غیر شرب شهری و صنعتی رعایت شود. برخی از پارامترها دارای مقادیر حدی مشابه مقادیر تعیین شده برای آب آشامیدنی هستند، حتی اگر آب بازیافتی برای آبیاری مناطق سبز در نظر گرفته شود. در مجموعه ای از 54 پارامتر کنترلی، 20٪ از آنها کیفیتی مشابه آب آشامیدنی دارند. 37 درصد از آنها حتی در بخشنامه آب آشامیدنی در نظر گرفته نشده است. هیچ تمایز نظارتی بین محصولات مختلف آبیاری شده با فاضلاب احیا شده (آبیاری محدود، نامحدود) و همچنین تأثیر گزینه‌های مختلف آبیاری (به عنوان مثال: آبیاری قطره‌ای زیرسطحی در مقابل آبیاری سنتی) برای کاهش خطرات بهداشتی وجود ندارد.

نوآوری برای استفاده مجدد ایمن از پساب تصفیه شده برای آبیاری کشاورزی

سیستم هشدار زودهنگام (EWS) ابزاری است که قادر به شناسایی وقوع یک رویداد آلودگی/خطر در زمان واقعی یا حتی قبل از تولید فاضلاب بازیافتی برای بهبود حفاظت از سلامت عمومی و محیط زیست است. EWS در بخش استفاده مجدد از فاضلاب برای ترکیب مدیریت ریسک با دیجیتالی کردن برای اطمینان از اقدامات ایمن تحت کنترل خودکار و مستمر طراحی شده است. EWS به شرکت‌های فاضلاب اجازه می‌دهد تا داده‌های مربوط به استفاده مجدد ایمن از آب تصفیه‌شده را کنترل، نظارت، و با ذینفعان و کاربران به اشتراک بگذارند، و مزایای استفاده مجدد موثر از آب را در کشاورزی به حداکثر برسانند. این سیستم داده‌های نظارتی و عملیاتی موجود تصفیه خانه را در یک پلتفرم قابل همکاری پردازش می‌کند و الگوریتم‌های یادگیری ماشینی را برای ارزیابی داده‌های آنلاین، تشخیص نقاط پرت، تجزیه و تحلیل خرابی و پیش‌بینی رویدادهای آلودگی در خروجی تصفیه خانه تعبیه می‌کند. این سیستم با توسعه محلی یک طرح مدیریت ریسک برای اطمینان از ایمنی و قابل قبول بودن شیوه‌های استفاده مجدد از آب مرتبط است. طرح مدیریت ریسک بر اساس عناصر کلیدی طرح ایمنی آب است و به این امر کمک خواهد کرد

سیستم هشدار اولیه مبتنی بر شبکه جامعی از سنسورهای چند پارامتری برای نظارت است. سیستم هشدار زودهنگام مبتنی بر شبکه جامعی از سنسورهای چند پارامتری برای نظارت بر خطر آلودگی ناشی از استفاده مجدد از آب در WWTP Milan Peschiera Borromeo شامل حسگرهای واقعی است. اندازه‌گیری E.coli در محل (راه‌حل دیجیتال 1)، برای اولین بار در یک عملیات استفاده مجدد در اروپا آزمایش شد. ظرفیت کلی تصفیه WWTP Milan Peschiera Borromeo 516000 P.E است. که 250000 P.E. در خط تصفیه که برای استفاده مجدد در نظر گرفته می شود، تصفیه می شوند.

با توجه به گفته های بالا انتظار می رود در چنین شرایطی که بحران آب مشهود و کاملا ملموس است از این راهکارها و اقدامات دانش بنیان برای رفع موانع و برخورداری از آنچه می توان به دست آورد، بهره مند شویم. تصفیه فاضلاب و استفاده از این پساب ها که می توان آن را جبران کننده بخشی از منابع آبی در نظر گرفت، اگر به موضوع کلان ملی مبدل شود، می تواند مسیر مناسبی برای برون رفت از تنش آبی ایجاد کند. امیدواری برای برخورداری کشاورزان و صنعت گران از قِبل این پساب ها همیشه در گوشه و کنار گفتمان ها بوده که نیازمند توجه ویژه است.