Globalt, det finns en obalans mellan vattentillgång och vattenbehov. Den främsta orsaken till denna obalans är jordbruksbevattning, vilket står för ca 70 % av sötvattenuttaget. På samma gång, avloppsreningsverk släpper ut stora volymer vatten som försämrar kvaliteten på de begränsade sötvattenresurserna. En ny studie av ett varierat team av experter, inklusive forskare från universitetet i Amsterdam, visar att återanvändning av renat hushållsavloppsvatten genom bevattning med grundvatten kan tillgodose en del av jordbrukets vattenbehov, medan avloppsvattnet renas naturligt genom underjorden. Deras resultat publiceras nu i vetenskapliga tidskrifter Vetenskap om den totala miljön och recensioner av miljöföroreningar och toxikologi.

Användningen av renat hushållsavloppsvatten i ovanjordsbevattning – och ibland till och med orenat – är redan utbredd, särskilt i Mellanöstern, Syd- och Nordafrika och andra Medelhavsländer, där tillgången på sötvatten är begränsad. Dock, nackdelar med denna direkta bevattning finns, såsom snabb avdunstning. Fältarbetare och grödor kommer i direkt kontakt med förorenat vatten under ovanjordsbevattning, utgör allvarliga hälsorisker.

Nu, renat hushållsavloppsvatten släpps för det mesta direkt ut i ytvatten som floder och sjöar. Konventionella avloppsreningsverk klarar inte av att ta bort många mikroföroreningar. Det betyder att renat avloppsvatten innehåller läkemedel, antibiotikaresistenta bakterier och en lång rad andra kemikalier.

Sprinkler kontra grundvattenmatad bevattning

Huvudförfattare till studien är Ph.D. kandidat Dominique Narain-Ford, från UvA Institutet för biologisk mångfald och ekosystemdynamik:"Detta utsläpp är särskilt ett problem under lågflödesförhållanden på sommaren, gör att små ytvatten i första hand består av renat avloppsvatten. Vatten från dessa bäckar appliceras i många fall direkt på grödor genom sprinklerbevattning, vilket resulterar i oavsiktlig exponering för mänskliga patogener och andra mikroföroreningar."

När renat hushållsavloppsvatten tillförs via grundvattenmatad bevattning, kallas även för bevattning under ytan, jordpassager eliminerar direktkontakt. Den utnyttjar också markprocesser som filtrerar, buffert, bryta ner och minimera spridningen av kemikalier.

Torra årstider

Den nyligen publicerade forskningen om bevattning under ytan fokuserade på Nederländerna, vilket är en idealisk studieplats:ett mycket tätbefolkat land, med 1,9 miljoner hektar åkermark och ett välfördelat avloppsreningsverk över hela landet. Som årsgenomsnitt, det totala behovet av sprinklerbevattningsvatten i Nederländerna är i genomsnitt 144 miljoner m ³ . Nyligen har det varit flera torra år med toppar upp till 256 miljoner meter ³ . Narain-Ford:"I vår studie undersökte vi var, och hur mycket, avloppsvatten från avloppsanläggningar kan direkt återanvändas i jordbruksbevattning under ytan under en genomsnittlig och torr säsong."

Avloppsanläggningar i Nederländerna har ett årligt utsläpp av avloppsvatten på 1,9 miljarder m ³ , vilket är mycket högre än det årliga vattenbehovet för ovanjordiska bevattningssystem. "Jämfört med ovanjordiska bevattningstekniker, Bevattning under ytan kräver mycket vatten för att höja grundvattnet till önskad nivå, medan mindre bevattningsvatten förloras till atmosfären genom avdunstning av avlyssningsvatten, " förklarar Narain-Ford.

Forskarna visade att i den nederländska situationen, direkt avsiktlig återanvändning av avloppsvatten från avloppsanläggningar kan tillgodose upp till 25 % av odlingsmarkens SSI-vattenbehov som finns inom en fem kilometer lång transportbuffert från avloppsverken. Under ett torrt år kan detta vara upp till 17 %. Detta innebär att 78 % respektive 84 % av det totala tillgängliga nederländska avloppsvatten från reningsverk skulle användas.

Anmärkningsvärt är att baserat på storleken på det område som infiltrerats med avloppsvatten från reningsverk under bevattning under ytan, under en längre period kommer behovet av bevattningsvatten under ytan att minska på grund av förhöjda grundvattennivåer. Narain-Ford:"Bevattning under ytan har potential att slå två flugor i en smäll. Våra insikter kommer att bidra till en säker användning av avloppsvatten i konceptet med vattenåteranvändning i den cirkulära ekonomin."