ماء نقي للتشبع / زيتون فرمان

يمكن استخدام مياه الصرف الصحي النقية كمصدر صديق للبيئة لمياه الشرب الآمنة من الصنبور - فقط إذا تمكنا من التغلب على الشعور بالاشمئزاز

في يوم مشمس من شهر ديسمبر، قمت بزيارة منشأة أنيقة ومعقمة لمعالجة مياه الصرف الصحي تقع في التلال شمال سان دييغو، كاليفورنيا. تحت سقف قبيح بلون الكريم، في منشأة بلا جدران، أشرق ضوء الشمس الشتوي في الجزء الداخلي الدافئ لهذا المختبر الكيميائي الضخم. وكانت مرئية من جميع الجوانب صفوف من الأنابيب الفضية، وحاويات مختلفة الأشكال والأحجام، ومراجل معدنية رمادية كبيرة تحتوي على سوائل مخفية. وفي نهاية زيارتي للمعهد الصغير، وُضع أمامي تحدي: طُلب مني أن أتعرف بالعين المجردة على محتويات ثلاث قوارير زجاجية كبيرة مملوءة بالسوائل الصافية، موضوعة أمامي على طاولة. ، على فترات متساوية من بعضها البعض. يبدو أن السائل الموجود في الزجاجة الأولى له لون أصفر قليلاً. وكان السائل الموجود في الزجاجة الثانية عديم اللون. بينما كانت الزجاجة الثالثة ذات بريق الماس المصقول.

أكملت المهمة بسهولة، وحددت محتويات الزجاجات بالترتيب، مثل مياه الصنبور العادية، والمياه النقية القادمة من منشأة معالجة مياه الصرف الصحي التقليدية [المعروفة أيضًا باسم المياه المستصلحة أو المستقرة]، ومياه المرحاض التي خضعت لعملية تنقية خاصة. في المنشأة الموجودة في الموقع. ولدهشتي، شعرت برغبة قوية في تذوق مياه الصرف الصحي المنقى، وفوجئت أيضًا عندما مُنعت من ذلك. "نحن ممنوعون من تذوق الماء أو السماح للزوار بتذوقه"، أوضحت مارسي أ. ستاير، مرشدتي السياحية، التي تشغل منصب نائب مدير إدارة الخدمات العامة في مدينة سان دييغو، التي تدير محطة المعالجة، بكل جدية.

هذه السياسة سوف تتغير قريبا. يُظهر المشروع الرائد الذي تم إجراؤه في هذا المعهد المتقدم لمعالجة مياه الصرف الصحي لمدة ست سنوات تحت إشراف ستاير، وتم الانتهاء منه في عام 2013، أن مياه الصرف الصحي النقية القادمة من المنازل السكنية ليست فقط أنظف من مياه الشرب التي نستخدمها اليوم، ولكن يمكن أيضًا إنتاجها بمعدلات أقل. تكلفة أكبر من تلك المطلوبة لإنتاج المياه البرمائية بطرق أخرى، مثل تحلية مياه البحر. وبقدر ما يتعلق الأمر بسان دييغو، فإن هذه العملية يمكن أن تكون ثورية، إذا ومتى وافقت عليها سلطات الولاية.

يتم تزويد سان دييغو بما لا يقل عن 90% من مياهها من نهر كولورادو الذي يتدفق شرق المدينة، ومن الدلتا التي يشكلها نهرا ساكرامنتو وسان جواكين إلى الشمال منها. لكن هذين المصدرين يتضاءلان، وفي العقد القادم سوف يتضاعف سعر هذه المياه. ومن خلال معالجة مياه الصرف الصحي، يمكن لسان دييغو توفير 40% من استهلاكها اليومي من المياه. علاوة على ذلك، سيضع هذا حدًا لتصريف مياه الصرف الصحي المعالجة منخفضة المستوى من مرافق المعالجة بالمدينة إلى المحيط.

لكن بصراحة، ليس الجميع على استعداد لشرب مياه الصرف الصحي النقية. وكان "عامل الاشمئزاز" هو الذي أحبط محاولة جرت في أواخر التسعينيات لتحقيق مشروع مماثل في سان دييغو، وفي استطلاع أجري عام 90، تبين أن 2004% من سكان المدينة ما زالوا يعارضون الفكرة. كما تم أيضًا رفض العديد من المبادرات في هذا السياق والتي تم طرحها في أستراليا في مواجهة معارضة قوية من مجموعات العمل المدني. ويشكك لورانس جونز، الذي أسس إحدى هذه المجموعات في أستراليا، والتي أطلق عليها اسم "مواطنون ضد شرب مياه الصرف الصحي"، في إمكانية تنقية مياه الصرف الصحي القادمة من المستشفيات والمنشآت الصناعية والمنازل السكنية والمسالخ بشكل كامل. يقول لورانس: "على حد علمنا، فإن مياه الصرف الصحي المعالجة في محطة المعالجة هي مياه ملوثة بنسبة 63%".

ومع ذلك، فإن تفاقم الجفاف وتطوير المناطق السكنية على طول الساحل أدى إلى تحول مفاجئ في موقف سكان سان دييغو. واليوم، يؤيد حوالي ثلاثة أرباع سكان المدينة إعادة استخدام مياه المراحيض النقية، ولكن بشرط واحد: أنه بعد التنقية، سيتم تدفق مياه الصرف الصحي إلى خزان أو خزان مياه حيث يمكن تخفيفها بالمياه الحميدة، وبعد ذلك تخضع لمزيد من التنقية قبل أن تتدفق إلى المنازل.

تُعرف العملية برمتها باسم "إعادة الاستخدام غير المباشر لمياه الشرب". ويأمل مديرو المعهد المتقدم لتنقية مياه الصرف الصحي، والذي يتم استخدامه حاليًا كموقع تجريبي حيث سيتم اختبار هذه العملية، في إتقانها والارتقاء بها إلى مرحلة يمكنهم من خلالها تنقية مياه الصرف الصحي إلى أعلى درجة من النقاء، وتدفقها مباشرة في الصنابير. وهي عملية تعرف باسم "إعادة الاستخدام المباشر لمياه الشرب". ومع ذلك، يعتقد العديد من سكان سان دييغو أن هذا الخيار مبالغ فيه. تقول ميغان بيرنز، رئيسة خفر السواحل في سان دييغو، وهي منظمة غير ربحية لعبت دوراً رئيسياً في إقناع مسؤولي المدينة: "يبدو أن العملية ستكون مقبولة أكثر إذا تم ضخ المياه مرة أخرى إلى خزان المياه". لإطلاق المشروع.

العملية التي ستحظى بدعم السكان هي العملية التي من المتوقع أن تحظى بمعيار قانوني يسمح بتنفيذها في سان دييغو وكاليفورنيا ككل. وإذا تمت الموافقة على إعادة الاستخدام المباشر هنا في كاليفورنيا، حيث من المعروف أن اللوائح البيئية صارمة بشكل خاص، يقول الخبراء إن هذه العملية سيتم اعتمادها قريبًا في المناطق الأخرى المنكوبة بالجفاف حول العالم. يقول شين سنايدر، خبير المياه الدولي بجامعة أريزونا: "تتمتع كاليفورنيا بسمعة طيبة في التأثير على القرارات البيئية في جميع أنحاء العالم، وسيكون لسياساتها الخاصة بمعالجة مياه الصرف الصحي تأثير مماثل".

سوف تحلية المياه النقية

ولذلك فإن كل الأنظار تتجه نحو المنشأة الرائدة في سان دييغو. وينتج المعهد اليوم حوالي 3,700 متر مكعب من المياه النقية يومياً. وعلى الرغم من تنقية المياه إلى مستوى مياه الشرب، إلا أنه يتم ضخها لري ملعب توري باينز للجولف والمقبرة المجاورة للمنشأة. ويهدف ستاير إلى زيادة الإنتاج عشرة أضعاف خلال السنوات الخمس إلى العشر القادمة. في الوقت الحالي، تتمثل الخطة في تدفق المياه النقية إلى خزان سان فيسنتي القريب للتخفيف، وسيخضع بعد ذلك خليط المياه النقية ومياه الخزان لتطهير إضافي قبل تغذيته إلى المنازل. وبحسب خطة ثانية، إذا وافقت عليها السلطات، سيتم إعادة الاستخدام المباشر.

ومع ذلك، فإن القوانين واللوائح ليست كافية لكسب الدعم الشعبي الساحق بأي حال من الأحوال. بادئ ذي بدء، يجب التأكد من أن المستهلكين سوف يتغلبون على الشعور بالاشمئزاز، ولهذا يجب أن يقتنع الجمهور بأن المياه نظيفة بالفعل. وهكذا قام أكثر من 4,000 زائر بجولة في معهد التطهير في سان دييغو، بما في ذلك أمهات الأطفال وأعضاء الحركة الكشفية والأطباء والمسؤولين المنتخبين. ويشكك الكثير منهم في سلامة شرب المياه المشتقة من مياه الصرف الصحي الخام. واهتمامهم ليس بلا أساس. وفي كل عام، يمرض 19 مليون أمريكي، ويموت 900 منهم، بعد إصابتهم بفيروسات أو بكتيريا أو طفيليات موجودة في المياه التي تخضع لعملية التنقية الروتينية الشائعة في معظم السلطات البلدية الأمريكية.

إحدى طرق الوصول إلى قلوب وعقول الجمهور، وحشد دعمهم، هي التأكد من أن المياه المنتجة أنقى من المياه التي يشربونها اليوم. وفي جولة في منشأة التنقية، يعلم الزوار أن مياه الصرف الصحي التي يتم تنقيتها هناك اليوم، ومن المفارقات، أنظف بكثير من مياه الصنبور في منازلهم. والسبب في ذلك هو أن الماء الذي يشربه معظم الأميركيين هو الماء الذي يصلهم مباشرة من المصدر، أي من نهر أو بحيرة تضخ إليها المياه أيضا من محطات التنقية العادية. وهذه المياه ليست نقية بدرجة كافية لتكون صالحة للشرب. يوضح جورج تشوفانجولوس، خبير المياه الدولي بجامعة كاليفورنيا في ديفيس: "تمر المياه في نهر المسيسيبي بخمس دورات استخدام قبل أن تصل إلى نيو أورليانز". ومع ذلك، يتوقع الناس أن يتم تنقية المياه المشتقة من مياه الصرف الصحي إلى مستوى أعلى بكثير من المياه العادية التي يتلقونها من الأنظمة البلدية.

ووفقا لستاير، فإن مياه الصرف الصحي النقية في سان دييغو هي في الواقع "أنظف بكثير" من مياه الشرب التي توفرها محطات معالجة مياه الصرف الصحي التقليدية. علاوة على ذلك، فإن تخزين المياه من محطات التنقية في المسطحات المائية السطحية أو في طبقات المياه الجوفية ينطوي أيضًا على مخاطر، كما يقول ديفيد سيدلاك، أستاذ الهندسة في جامعة كاليفورنيا، بيركلي. فالبط وغيره من الحيوانات وغيرها يلوث المسطحات المائية السطحية، وفي الوقت نفسه قد يتسرب الزرنيخ مثلا من الصخور ويلوث المياه الجوفية. يقول سادلاك: "يرى البعض أنه من أجل تحييد هذه المخاطر، يجب علينا اعتماد النهج المباشر لمعالجة مياه الصرف الصحي".

تتضمن العملية المقبولة في الولايات المتحدة الأمريكية لمعالجة مياه الشرب مرحلتين أو ثلاث مراحل لتصفية المواد الصلبة ومرحلة إضافية للتطهير بالكلور. ولكن لتحويل مياه الصرف الصحي من الحنفيات ذات الرائحة الكريهة إلى مياه الصنبور، هناك حاجة إلى عملية مختلفة. يستخدم المعهد المتقدم في سان دييغو مياه الصرف الصحي التي خضعت بالفعل للتنقية في معهد آخر في شمال المدينة ويمررها عبر عمليات تنظيف وتطهير إضافية على مستوى أعلى.

الخطوة الأولى في المعهد المتقدم هي تصفية الجزيئات المجهرية، والتي تتم في أنابيب كبيرة تشبه حاويات المعكرونة العملاقة [انظر الرسوم التوضيحية في الصفحتين 72 و73]. أخبرني شين تروسيل، رئيس شركة تروسيل تكنولوجيز، والذي يشغل أيضًا منصب مدير الهندسة في المنشأة، أن كل خزان يحتوي على 9,000 من الألياف المسامية. ويبلغ قطر المسام المجهرية في هذه الألياف 300 مرة أصغر من قطر شعرة الإنسان. عندما يتم دفع الماء عبر الأنابيب، تقوم الألياف بتصفية وإزالة الفيروسات والبكتيريا والكائنات وحيدة الخلية والمواد الصلبة العالقة.

وفي الخطوة التالية، يتم ضخ الماء بضغط عالٍ من خلال أنابيب تحتوي على مسام أدق، في عملية تعرف باسم التناضح العكسي. في هذه المرحلة، تتم إزالة الجزيئات الذائبة الأخرى المتبقية في الماء، والتي تكون أصغر بما يصل إلى 10,000 مرة من أصغر البكتيريا، بما في ذلك المواد الكيميائية والفيروسات والأدوية. وفي المرحلة الأخيرة من معالجة المياه في المعهد المتقدم، تخضع المياه لعملية أكسدة يتم خلالها خلط المياه في خزانات ضخمة بكميات ضئيلة من بيروكسيد الهيدروجين (بيروكسيد الهيدروجين) بتركيز عالٍ جداً، ومن ثم تعريضها للأشعة فوق البنفسجية. في هذه المرحلة، يتم تدمير بقايا أي ملوثات متبقية في الماء، حتى ولو بكميات صغيرة تصل إلى بضعة أجزاء في التريليون، وهو تركيز يعادل قطرة ماء واحدة في حجم مئات حمامات السباحة الأولمبية. .

ومن بين ما يقارب 3,700 متر مكعب من مياه الصرف الصحي التي يتم تحويلها إلى المعهد لمعالجتها يومياً، يصل 80% منها إلى مرحلة الموافقة النهائية، وهي ذات جودة لا تقل عن جودة المياه المعدنية المعبأة في زجاجات من أفضل العلامات التجارية. إذا حصلت محطة المعالجة على تصريح لإعادة الاستخدام غير المباشر للمياه، فمن الممكن أن تتدفق إلى خزان سان فيسينتي. وكما هو الحال حاليًا، يتم توجيه المياه عبر نظام الأنابيب الأرجواني في كاليفورنيا، والذي يمكن رؤيته بجانب العديد من الطرق، المستخدمة لتوفير المياه المعاد تدويرها لأغراض الري والصناعة في المنطقة. ويتم إرسال الباقي، حوالي 20٪، إلى محطة معالجة مياه الصرف الصحي المحلية للتخلص منها. ومن المواد التي يتم اكتشافها بشكل متكرر في المياه النقية هي الكافيين وصابون اليد والمحليات الصناعية، ولكن تركيزاتها في الماء قليلة جدًا بحيث لا تكون ضارة. ووفقا لتروسيل، فإن تركيز الأملاح في المنتج النهائي منخفض للغاية أيضا - 20 جزءا في المليون، مقارنة بـ 600 جزء في المليون في مياه الصنبور العادية في المدينة.

وفي أبريل 2014، أضاف تروسيل وفريقه من المهندسين خطوة أخرى إلى العملية بهدف جعل المياه أكثر نقاءً. في هذه المرحلة، سيتم تعريض المياه النقية للأوزون، بطريقة من شأنها إزالة نسبة أعلى من الملوثات: 99.9999% من البكتيريا، على سبيل المثال. بعد ذلك، ستمر المياه عبر مرشحات مخصصة، مما يقلل بشكل أكبر من محتوى المواد العضوية في الماء. إذا كللت هذه المرحلة التجريبية بالنجاح، فقد يكون ذلك كافيا لإقناع السلطات بعدم وجود حاجة لتدفق المياه النقية إلى مياه ميكفا. يقول تروسيل: "لا يمكننا أبدًا ضمان الإزالة الكاملة لكل مسببات الأمراض من الماء". لكن جودة المياه ستكون أعلى بكثير من تلك التي تتطلبها المعايير الأمريكية لمياه الشرب. وفي الواقع، حتى المياه المنتجة اليوم، حتى قبل إضافة الخطوة الجديدة إلى العملية، تلبي هذه المعايير، أو حتى تتجاوزها.

الميزة النفسية

ومع ذلك، فإن الحقائق وحدها لا تكفي لكسب ثقة الجمهور. ويتعين على أنصار إعادة الاستخدام المباشر أن يتغلبوا على الحاجز النفسي. ويبدو أن الكثيرين على استعداد للنظر في إعادة الاستخدام غير المباشر لمياه الصرف الصحي، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن نقل المياه إلى خزان سطحي أو تحت الأرض يخلق حاجزًا نفسيًا مهمًا بين مياه الصرف الصحي ومياه الشرب.

ويمكن استخلاص الدروس في موضوع القبول النفسي من عدة مجتمعات نجحت في تنفيذ دورة المياه غير المباشرة. في أواخر التسعينيات، كان على مقاطعة أورانج، التي تقع على بعد حوالي 90 كيلومترًا شمال سان دييغو، أن تتعامل مع تضاؤل ​​مصادر المياه، وارتفاع أسعار المياه المستوردة، وتزايد عدد السكان. وفي عام 145، افتتحت المنطقة بكل فخر أكبر محطة تنقية في العالم تعمل على تصريف مياه الصرف الصحي النقية إلى المياه الجوفية. ويقوم المعهد بمعالجة حوالي 2008 ألف متر مكعب من المياه العادمة يومياً، أي حوالي 250,000% من الاستهلاك اليومي في المنطقة. تقوم العديد من الحكومات المحلية الأخرى في كاليفورنيا بتصريف مياه الصنبور التي تحتوي على مياه الصرف الصحي المعالجة، وإن كان بمعدل أقل. وفي يوليو 20، تم افتتاح معهد متطور لمعالجة مياه الصرف الصحي، والذي تم إنشاؤه باستثمار 2014 مليون دولار في مدينة سان خوسيه، بهدف توفير 68 ألف متر مكعب من مياه الصرف الصحي النقية يوميا لوادي السيليكون. والمياه نقية بدرجة كافية للشرب، ولكن في الوقت الحالي، سيتم استخدامها فقط لري المحاصيل الزراعية وملاعب الجولف وكذلك لتلبية احتياجات الصناعة المحلية.

تمامًا مثل سكان سان دييغو، كان سكان مقاطعة أورانج متشككين في البداية بشأن الفكرة وعارضها 70% منهم. ولكن إلى أن تم ربط المنشأة بشبكة المياه، فقد حازت على دعم المجتمع المحلي بأكمله، وذلك بفضل حملة علاقات عامة فعالة للغاية قامت بها مبادراتها. ويقول رون ويلدموس، الذي قاد الرحلة، إن فريق إدارة المياه في المنطقة جمع بيانات عن جودة المياه خلال سبع سنوات كاملة قبل تقديم خطته إلى سكان المنطقة. وفي السنوات العشر التالية، تواصل أعضاء الفريق مع جميع الجمهور، بدءًا من أعضاء نادي الروتاري وعشاق البستنة وحتى أصحاب الأعمال المحليين، وأوضحوا لهم البدائل المتاحة لحل مشكلة نقص المياه، ودعوهم إلى ارتشاف الماء.

مهدت حملة المناصرة هذه الطريق لما يحدث اليوم حول هذا الموضوع في سان دييغو. يقول ستاير: "أظهر مشروع مقاطعة أورانج أن إعادة استخدام المياه بشكل غير مباشر هي عملية آمنة ومجدية، وإلا لما كنا حتى نناقش النهج المباشر". تبنت سان دييغو الكثير من التكنولوجيا التي تستخدمها مقاطعة أورانج. ومع ذلك، فإن طموح المدينة هو تنفيذ النهج المباشر، ويرجع ذلك جزئيًا إلى عدم وجود أحواض مياه جوفية طبيعية في محيط المدينة يمكن أن تتدفق إليها المياه النقية. العديد من السلطات المحلية في جميع أنحاء الولايات المتحدة والعالم بأسره في وضع مماثل، لذا فإن سان دييغو هي أرض الاختبار.

وتظهر المحاولات التي تمت في هذا المجال في أستراليا كيف ممنوع القيام بحملة لحشد الدعم الشعبي. ويقول ستيوارت خان، خبير إدارة المياه في جامعة نيو ساوث ويلز في سيدني، إن التقدم المحرز في هذه القضية "مخيب للآمال". وفي مواجهة المعارضة العامة، فُرض حظر شامل على مياه الشرب المعالجة في العديد من الولايات الأسترالية، وتم إحباط خطط إعادة استخدام المياه في مدن مثل بريسبان وملبورن، والتي تتعرض كل بضع سنوات لفترات طويلة من الجفاف. ويعتقد خان أن الحكومة الأسترالية كانت مخطئة عندما حثت الجمهور على الموافقة على الخطة في الوقت الخطأ. يقول خان بحزن: "لقد تعلمنا الدرس من حماقة انتظار اللحظة الأخيرة، عندما يصبح الوضع يائسا". كان هدفه هو أن يشعر الناس بأن عليهم الموافقة، مهما حدث، على شيء لا يبدو صحيحًا لهم في المقام الأول.

يقول خان إنه كان من المفيد أن نبدأ التحدث إلى الجمهور في وقت مبكر، مضيفًا أن الآن قد يكون الوقت المناسب للمحاولة مرة أخرى في أستراليا، حيث بدأت مصادر المياه في إعادة التعبئة، مما يسمح بفترة زمنية لإجراء مناقشة عامة هادئة. إحدى مرافق معالجة مياه الصرف الصحي في أستراليا جاهزة للتحرك. مشروع تنقية المياه المعاد تدويرها في الممر الغربي، والذي تم إطلاقه في عام 2006، في ذروة الجفاف، هو نظام لاستعادة المياه تم تطويره باستثمار قدره 2.3 مليار دولار لتوفير المياه المعاد تدويرها لأغراض الصناعة والزراعة والشرب. ووفقا للخطة الأصلية، كان من المفترض أن يتم تصريف المياه المعاد تدويرها في بحيرة تشكل سدا وتملأه، وتكون بمثابة المصدر الرئيسي لمياه الشرب لمدينة بريسبان والمناطق المحيطة بها. يقوم النظام بتصريف مياه الصرف الصحي المعالجة في ستة مرافق لمعالجة مياه الصرف الصحي ونقلها إلى المعالجة المتقدمة في ثلاث مرافق تنقية.

لكن عندما تم ربط المنشأة بشبكة المياه، بين عامي 2008 و2010، انتهت فترة الجفاف، وتوقفت خطط إنتاج مياه الشرب حتى تضاءلت خزانات إمدادات المياه إلى أقل من 40% من طاقتها. تُستخدم المياه المعاد تدويرها حاليًا فقط لتلبية احتياجات الصناعة المحلية. ويرى خان والعديد من خبراء المياه الآخرين في أستراليا أن أحد أكثر مرافق معالجة مياه الصرف الصحي تقدماً يجب تحويله إلى منشأة لإعادة الاستخدام المباشر لمياه الشرب، والتي ستكون قادرة على توفير حوالي 35٪ من استهلاك المياه في بريسبان.

وإذا تبنت حكومة كوينزلاند هذا المخطط، فسيكون أكبر معهد لإعادة الاستخدام المباشر لمياه الشرب في نصف الكرة الجنوبي. وقد يكون من الأسهل إقناع الساسة وعامة الناس هذه المرة، ولكن كلاً منهما لن يحتاج إلى الوقت فحسب، بل وأيضاً إلى المعلومات الكافية للنظر في البدائل، تماماً كما حدث في مقاطعة أورانج.

يمكن لدراسة نشرتها مؤسسة أبحاث WateReuse العاملة في الولايات المتحدة الأمريكية في عام 2013 أن توفر غذاءً للتفكير لدى المسؤولين الحكوميين. وفي الدراسة، قدم باحثو المؤسسة أربعة سيناريوهات مختلفة لإنتاج مياه الصنبور لمجموعة من سكان كاليفورنيا والمواطنين الأستراليين، رجال ونساء من مختلف الأعمار وذوي تعليم مختلف. في السيناريو الأول، تم وصف العملية المقبولة حاليا، حيث يتم توفير مياه الشرب من النهر، والذي يستخدم أيضا كموقع للتخلص من مياه الصرف الصحي المعالجة. ويصف السيناريو الثاني عملية تخضع فيها مياه الصرف الصحي المعالجة لعملية تنقية إضافية ثم يتم خلطها في خزان مياه، قبل تصريفها إلى منشأة إنتاج مياه الشرب للمعالجة النهائية. وفي السيناريو الثالث، تم تصريف مياه الصرف الصحي المنقاة مباشرة إلى النهر، ومن ثم يتم تصريف خليط الماء إلى محطة معالجة أخرى. في السيناريو الأخير، إعادة الاستخدام المباشر، يتم ضخ المياه النقية مباشرة إلى منازل السكان، دون ضخها أولاً إلى ميكفاه المياه أو الخضوع لمزيد من المعالجة في محطة معالجة مياه الصرف الصحي. وقد أجمع المشاركون في الدراسة، بغض النظر عن جنسهم أو مستواهم التعليمي، على أن إعادة الاستخدام المباشر هي الأكثر أماناً من بين البدائل، وأن العملية المقبولة حالياً هي الأقل أماناً منها.

الابتكار بدافع الضرورة

وفي غياب أي مصادر أخرى للمياه، يصبح من الأسهل حشد الدعم العام، كما أظهرت تجربة ناميبيا الناجحة، المكان الوحيد في العالم حيث يتم توفير المياه المعاد تدويرها مباشرة إلى منازل المستهلكين على نطاق واسع. في عام 1957، أدى الجفاف الشديد إلى استنزاف جميع خزانات المياه الجوفية في العاصمة ويندهوك خلال ثمانية أسابيع فقط. وبقي سكان المدينة، التي تبعد أكثر من 300 كيلومتر عن الساحل، وأكثر من 800 كيلومتر عن أقرب نهر إيتان، دون مصادر مياه مستقرة. في عام 1968، كانت محطة معالجة المياه ذات الوصول المباشر تعمل بالفعل في المدينة بكامل طاقتها. واليوم، 25% من مياه الصنبور التي يتم توفيرها لسكان ويندهوك هي مياه صرف صحي منقاة.

على عكس سان دييغو، لم يثير المشروع في ويندهوك معارضة شعبية حقيقية. أولا، "في تلك الأيام، لم يكن النشاط الاجتماعي رائجا بعد"، كما يقول بيتروس دي بيساني، المشرف على المعهد. "ربما كان السكان خائفين، لكنهم تقبلوا القرار الحتمي". يقول دي بيساني: «في أواخر الستينيات، كان الناس يثقون كثيرًا بالعلم والسلطات». على أية حال، تكلفت السلطة المحلية عناء تقديم المعلومات للسكان، بل ودعوتهم لتذوق الماء. يقول دي بيساني: "اليوم، أصبح شرب المياه المعاد تدويرها ممارسة شائعة بالنسبة لنا".

ومع ذلك، فإن النظام في ناميبيا ليس لديه حاليا أي فرصة للنجاح في أي مكان آخر. وعلى الرغم من أنها تتضمن خطوات تنقية متعددة، إلا أنها لا تستخدم التناضح العكسي، وهي خطوة أساسية في مشروع سان دييغو ومشاريع أخرى، مثل المشروع في مقاطعة أورانج. ووفقا للمسؤولين في ناميبيا، فإن المياه آمنة للاستخدام وتفي بالمعايير التي وضعتها منظمة الصحة العالمية.

ونظرًا لموقعها الداخلي، لا تستطيع ويندهوك بسهولة إزالة الكميات الكبيرة من المياه المالحة الناتجة عن عملية التناضح العكسي. علاوة على ذلك، في الستينيات، "كان هناك عدد أقل من المواد الكيميائية التي يصنعها الإنسان" في مياه الصرف الصحي، كما يقول دي بيساني. "أكثر ما أزعجنا في ذلك الوقت هو بقايا الصابون والمواد الرغوية." ومن عيوب تخطي هذه الخطوة في العملية هو التركيز العالي للأملاح الذائبة المتبقية في مياه الشرب مما يعطيها الطعم المالح.

ويقول دي بيساني إنه من المحتمل بحلول عام 2020، أن تتم إضافة منشأة صغيرة للتناضح العكسي إلى عملية إعادة تدوير المياه في ويندهوك لتقليل الملوحة. ووفقا له، فإن معايير جودة مياه الشرب تتغير بسرعة في جميع أنحاء العالم، حتى في ناميبيا، ولم يعد النهج المتبع في التعامل مع هذه القضية في ويندهوك هو الأكثر ملاءمة. وفي أماكن أخرى، قد تكون عملية إعادة استخدام مياه الصرف الصحي مباشرة كمياه للشرب بما في ذلك التناضح العكسي مكلفة للغاية، وذلك بسبب الكمية الكبيرة من المياه المالحة التي تنتجها والكمية الكبيرة من الطاقة التي تتطلبها. وفي الوقت نفسه، هناك عمليات تنقية جديدة في مراحل التطوير، والتي تهدف إلى تقليل كمية المياه المالحة والنفايات بشكل عام التي تنشأ في هذه العملية. ويستخدم التناضح العكسي أيضًا في عمليات إعادة استخدام مياه الصرف الصحي بشكل غير مباشر، وكذلك في تحلية المياه. على أية حال، في كثير من الحالات، تستهلك إعادة الاستخدام المباشر لمياه الصرف الصحي طاقة أقل من هذه العمليات البديلة، حيث لا توجد حاجة لتركيب أنظمة أنابيب إضافية واستثمار طاقة إضافية لتدفق المياه من خلالها.

مع انتشار الجفاف في الولايات المتحدة الأمريكية، تضطر العديد من المدن إلى مواجهة وضع مماثل لما حدث في ويندهوك. لعدة سنوات، كانت كمية الأمطار في مدينة بيج سبرينج في تكساس تتناقص. وكانت بلدة كلاودكروفت الجبلية الصغيرة الواقعة في ولاية نيو مكسيكو، والتي يتضاعف عدد سكانها أو يزيد في عطلات نهاية الأسبوع والعطلات عندما يغمرها السياح، تستورد المياه من أماكن بعيدة. وفي العام الماضي بدأت المدينتان في تنقية مياه الصرف الصحي وإضافة المياه النقية إلى مياه الشرب. ولا يوجد لدى أي منهما خزان مياه سطحي أو جوفي يمكن أن تتدفق إليه مياه الصرف الصحي المنقاة مع مرور الوقت. وبدلاً من ذلك، في Cloudcroft، يتم تخفيف مياه الصرف الصحي المنقاة بالمياه من بئر أو نبع قريب، ويتم تخزينها مؤقتًا في خزانات فارغة، حتى يتم نقلها لمزيد من التنقية، وبعد ذلك يتم تصريفها إلى منازل السكان. في Big Spring، يتم تخفيف مياه الصرف الصحي المنقاة بالمياه من خزان إقليمي بعيد قبل إجراء المزيد من التنقية. ولا يمكن تصنيف هذه العمليات بشكل لا لبس فيه؛ البعض يصنفها على أنها إعادة استخدام مباشر، والبعض يدعي أنها إعادة استخدام غير مباشر.

طعم النجاح

إن المأزق في سان دييغو ليس بهذه الخطورة بعد، وبالتالي، وفقا لبعض الخبراء، يجب على المدينة النظر في حلول بديلة. وعلى الرغم من أنه يصف نفسه بأنه "مؤيد متحمس للفكرة"، إلا أن خبير المياه بيتر جليك، الذي يشغل منصب رئيس معهد أبحاث المحيط الهادئ، يعتقد أن الأمر سيستغرق عقودًا قبل تنفيذ إعادة الاستخدام المباشر لمياه الصرف الصحي في كاليفورنيا. ويقول: "ليس هناك شعور بالإلحاح فيما يتعلق باستخدام مياه الصرف الصحي". ووفقا له، يجب على كاليفورنيا بدلا من ذلك التركيز على توفير المياه، سواء في المدن أو حتى في القطاع الزراعي، الذي يحتاج إلى حوالي 80٪ من إمدادات المياه في البلاد. من ناحية أخرى، يقول بيرنز أن سكان سان دييغو يدركون بالفعل الحاجة إلى توفير المياه: "نقوم بتقصير أوقات الاستحمام لدينا، ونتأكد من ري حدائقنا في ساعات الصباح الباكر أو في ساعات المساء الباردة". ولكن، وفقا لستاير، فإن الحفاظ على المياه يمثل قضية إشكالية، ويرجع ذلك جزئيا إلى أنه يعتمد على الإرادة الحرة، لذلك من الصعب الاعتماد عليه في التخطيط المستقبلي.

في ظل هذه الظروف، قد يكون التطوير المتقدم لتقنيات معالجة مياه الصرف الصحي هو الخطوة التالية. افتتحت سنغافورة أول معهد للتنقية، نيووتر، في عام 2000. واليوم، تدير أربعة من هذه المعاهد، وتعرف المياه التي تنتجها بأنها أنقى المياه المعالجة في العالم. ويستخدم أقل من حوالي 5% فقط من هذه المياه للشرب، وحتى ذلك الحين، فقط بعد تخفيفها بالمياه الحميدة. أما باقي المياه فتستخدم للأغراض الصناعية. ولكن إذا تدهورت العلاقة مع ماليزيا المجاورة، التي توفر 40% من استهلاك سنغافورة من المياه، فسوف تتمكن سنغافورة من ضخ جزء أكبر من إنتاج محطات المعالجة إلى الصنابير المحلية.

التكلفة التي تنطوي عليها معالجة مياه الصرف الصحي قد تردع بعض السلطات المحلية. وتشير الدراسات التي أجريت في سان دييغو إلى أن تكلفة تنقية مياه الصرف الصحي بطريقة غير مباشرة في معهد يعالج 60 ألف متر مكعب يوميا تبلغ حوالي 1.6 دولار لكل متر مكعب من المياه النقية. وهذه هي تكلفة المياه المستوردة حاليًا إلى المدينة تقريبًا. في المقابل، وبحسب الدراسات التي فحصت المعاهد المتقدمة لتنقية المياه العادمة بالعملية المباشرة، والتي تعمل على مستوى المعهد المتقدم في سان دييغو، فإن تكلفة إنتاج المياه فيها تبلغ 0.6-1 دولار. ومن المتوقع أن ينتج معهد بوسيدون لتحلية المياه، الذي هو قيد الإنشاء في مدينة كارلسباد بالقرب من سان دييغو، وفقا لمشغليه، مياها نقية بتكلفة تتراوح بين 1.52 دولار إلى دولارين للمتر المكعب، على الرغم من أن مصادر مستقلة تقدر تكلفة ذلك. تحلية هذه الكمية من المياه في كاليفورنيا بسعر -2 1.6 دولار للمتر المكعب أو أكثر.

إذا تلقت المنشأة الحديثة في سان دييغو "الضوء الأخضر" لإعادة الاستخدام المباشر أو غير المباشر لمياه الصرف الصحي، فستحصل سان دييغو على إمدادات محلية مستقرة من المياه، وستكون قادرة أيضًا على تقليل كمية مياه الصرف الصحي التي يتم تصريفها إلى البحر، مما يوفر مليارات الدولارات اللازمة لتحديث مرافق معالجة مياه الصرف الصحي العاملة حاليًا هناك. وحتى ذلك الحين، ستستمر مياه الصرف الصحي المعالجة (ولكن غير المنقاة) في التدفق في أنابيب أرجوانية على طول طرق كاليفورنيا، والتي ستحمل المياه إلى المنشآت الصناعية في المنطقة. تم وضع علامة واضحة على هذه الأنابيب مع التحذير "ليس للشرب!"

لدى سان دييغو الآن فرصة لتكون رائدة على مستوى العالم وإحداث ثورة في طريقة إعادة تدوير مياه الصرف الصحي واستخدامها. يقول تشوفانجولوس: "المياه مورد يمكن إعادة تدويره، وليست مصدرًا للنفايات". وعندما يتم فهم ذلك، "ستعمل السلطات المحلية كمقاولين من القطاع الخاص وتحاول استعادة المياه". قد يستغرق الأمر عقدًا آخر قبل أن تمنح سلطات كاليفورنيا الموافقة القانونية الكاملة لإعادة الاستخدام المباشر لمياه الصرف الصحي كمياه للشرب وقبل أن تتمكن سان دييغو من تدفق المياه النقية مباشرة إلى منازل المستهلكين. يقول ستاير، الذي ينتظر اليوم الذي يتمكن فيه أخيراً من تناول كوب من الماء النقي: "سنكون سعداء إذا تمكنا من ارتشاف الماء والسماح للناس بتذوقه الآن".

على دفتر الملاحظات

أوليف هيفرنان مراسلة بيئية مستقلة تعيش في لندن. شغل سابقاً منصب رئيس تحرير مجلة طبيعة تغير المناخ.

باختصار

في العديد من المناطق حول العالم، أصبحت مياه الشرب أكثر ندرة مع ارتفاع أسعارها. يمكن أن تساعد عمليات التنقية الجديدة متعددة الخطوات في حل المشكلة عن طريق تنقية مياه الصرف الصحي وتحويلها إلى ماء الصنبور.

طورت سان دييغو نظامًا مبتكرًا ومتقدمًا لمعالجة مياه الصرف الصحي. وإذا وافقت السلطات على تدفق المياه النقية التي تنتجها مباشرة إلى منازل المستهلكين، فمن الممكن أن يشكل المشروع المعيار في العديد من المدن والبلدان الأخرى.

العائق الأكبر أمام تحقيق المشروع هو ضرورة إقناع الجمهور بالتغلب على شعور الاشمئزاز والعزوف عن شرب المياه النقية، حتى عندما يثبت أن مياه الصرف الصحي النقية أنظف وأكثر فائدة من المياه المتوفرة اليوم.

المزيد عن هذا الموضوع

إعادة الاستخدام المباشر للشرب: الطريق إلى الأمام. جورج تشوبانوغلوس وآخرون. مؤسسة أبحاث WaterReuse وWaterReuse كاليفورنيا، 2011.

يمكن تحميل المقال كملف PDF على الرابط

http://aim.prepared-fp7.eu/viewer/doc.aspx?id=39

إعادة استخدام المياه: إمكانية توسيع إمدادات المياه في البلاد من خلال إعادة استخدام مياه الصرف الصحي البلدية. المجلس الوطني للبحوث وآخرون. مطبعة الأكاديميات الوطنية، 2012. www.nap.edu/catalog.php?record_id=13303

إعادة استخدام مياه الشرب: تطوير مصدر جديد للمياه لسان دييغو. مارسي أ. ستايرر ودانييل تورسن في مجلة – الجمعية الأمريكية لأعمال المياه، المجلد. 105، لا. 9، الصفحات 64-69؛ سبتمبر 2013.

منشأة تنقية المياه الأكثر تقدمًا في سان دييغو

تم نشر المقال بإذن من مجلة ساينتفيك أمريكان إسرائيل