خليج Guánica ، حديقة المطر في بورتوريكو
الموقع الجغرافي
خليج Guánica ، بورتوريكو
التحدي
على مدار الأربعين عامًا الماضية ، شهدت بعض الشعاب المرجانية الأكثر اتساعًا في بورتوريكو زيادة في أحداث تبيض المرجان وانخفاض في تغطية الشعاب المرجانية الحية. تدهورت الشعاب المرجانية حول بورتوريكو بشكل خطير ، مع ظهور أسوأ ضرر في الشعاب المرجانية في الخارج مباشرة من أعداد كبيرة من البشر (Warne et al. 40). تم ربط العناصر الغذائية ومسببات الأمراض المرتبطة بمياه الصرف الصحي غير المعالجة أو المعالجة بشكل سيئ بالأمراض في كل من الشعاب المرجانية والبشر.
تبلغ مساحة مستجمعات المياه في ريو لوكو التي تصب في خليج Guánica 151 ميلاً مربعاً ، وهي واحدة من أكبر مستجمعات المياه في بورتوريكو. مع تطور هذه المنطقة ، زاد الجريان السطحي في الخليج من المغذيات والرواسب إلى ما يقدر بخمسة إلى عشرة أضعاف المستويات الطبيعية (Ortiz-Zaya et al.5، Warne et al.10). كجزء من مشروع أكبر وأشمل لتقييم مستجمعات المياه وتتبع التلوث ، تم تحديد تلوث المغذيات في خليج Guánica على أنه يأتي في المقام الأول من مياه الصرف الصحي عبر محطات معالجة مياه الصرف الصحي ، والبنية التحتية المتسربة ، وأحيانًا الافتقار إلى أنظمة معالجة مياه الصرف الصحي. هذه المدخلات الغذائية تهدد البيئة المائية وكذلك الأشخاص الذين يستخدمون الخليج ويزورونه. حوالي خمسة بالمائة من سكان بلدة Guánica هم من الصيادين بدوام كامل ، والعديد من المجتمعات الصغيرة في المنطقة ، بما في ذلك Papayo و Ensenada Honda و La Parguera ، كانت تاريخياً مجتمعات صيد مهمة.
تحدد خريطة خليج Guánica على طول الساحل الجنوبي لبورتوريكو ومستجمعات المياه المحيطة بـ Rio Loco المواقع التي تعاني من تلوث مياه الصرف الصحي. تشمل المؤشرات الأمونيا والمنظفات والإشريكية القولونية والمعوية والكلوروفيل أ. الصورة © Ridge to Reefs and Protectores de Cuencas
تم تحديد فندق ساحلي مكون من 27 غرفة في خليج Guánica كمصدر لتلوث مياه الصرف الصحي أثناء استطلاعات تتبع التلوث التي حدثت كجزء من تنفيذ خطة Guánica Watershed Plan. كان نظام الصرف الصحي غير المبطّن بالفندق عرضة للتدفقات المنتظمة عندما غمرها استخدام السكان للمراحيض والاستحمام. تم العثور على المنطقة الساحلية المجاورة للفندق تحتوي على مستويات عالية من الكلوروفيل أ ، والأمونيا ، والمبيضات البصرية والبكتيريا المؤشر.
عمود مياه الصرف الصحي في خليج Guánica وتكاثر الطحالب المرتبطة به. الصورة © Ridge to Reefs
الإجراءات المتخذة
أراد أصحاب الفنادق حل هذه المشكلة ، وبالتعاون مع Ridge to Reefs ، قرروا إنشاء حديقة يمكنها استقبال مياه الصرف الصحي وتقليل حجمها بشكل كبير بالإضافة إلى إزالة أو تحويل المكونات الضارة مثل مسببات الأمراض والمغذيات والمواد الكيميائية. تستخدم البنية التحتية الخضراء وظائف النظام البيئي الطبيعي لتوفير معالجة إضافية لتصريف خزانات الصرف الصحي ، مما يعزز إزالة الملوثات ويقلل بشكل كبير من حجم المياه العادمة التي تدخل الخليج. بالنسبة إلى فندق Parador Guánica 1929 ، كان لابد من احتجاز النفايات السائلة المتسربة من نظام الصرف الصحي وإبطاء سرعتها لتعزيز المعالجة الطبيعية الإضافية.
فندق Parador Guánica 1929. الصورة © Ridge to Reefs
تم استخدام حديقة مطرية عشبية نجيل الهند مع تعديل التربة بالفحم الحيوي لالتقاط النفايات السائلة وزيادة إزالة المغذيات. تم اختيار هذا النوع من النظام لأن النظم الجذرية الواسعة لعشب نجيل الهند تستهلك الماء والمغذيات بسرعة ، بينما يستضيف الفحم الحيوي ميكروبات التربة المفيدة التي تزيل العناصر الغذائية من مياه الصرف الصحي. يترك الماء عشب نجيل الهند من خلال التبخر ، ويتسرب عبر التربة (يخضع لمزيد من الترشيح) ، أو يدخل الأنابيب تحت الأرض للتصريف. نجح Ridge to Reefs في استخدام حلول البنية التحتية الخضراء الأخرى من المفاعلات الحيوية لإزالة النتروجين في خليج تشيسابيك إلى المرشحات الحيوية في ساموا الأمريكية ، والتي تستخدم بالمثل البكتيريا والمواد الطبيعية لمعالجة مياه الصرف الصحي. في الفندق ، توفر حديقة مطرية بها نباتات فائدة جمالية إضافية ، ويمكن أن تكون بمثابة نموذج تعليمي للزوار للتعرف على حلول البنية التحتية الخضراء لمعالجة مياه الصرف الصحي.
- كانت حديقة المطر في حجم يناسب ذروة استخدام المياه في الفندق لمنع التحميل الزائد في المستقبل. تم حفر أكثر من 3 أقدام من التربة ومعالجتها باستخدام الفحم الحيوي وتعديلات الكربون الأخرى. تم تركيب أنابيب تحت الأرض ، وزرع عشب نجيل الهند على السطح.
- تمت مراقبة الموقع من أجل صحة النبات وتركيزات المغذيات واحتباس الماء على مدى عدة أشهر حتى اتضح أن النظام يعالج مياه الصرف بشكل فعال ، بناءً على نمو النبات وعينات النفايات السائلة. تم إرسال العينات إلى مختبر هورن بوينت بجامعة ميريلاند لتحليل العناصر الغذائية وبلغ متوسط الإزالة أكثر من 50٪ لكل من النيتروجين والفوسفور. في الواقع ، في بعض حالات أخذ العينات الروتينية ، لم يكن من الممكن أخذ عينة في اتجاه مجرى النهر بسبب تبخر كل المياه الداخلة إلى الممارسة ، مما يثبت أن هذا النظام فعال في إزالة العناصر الغذائية وكذلك تقليل الحمل الكلي للمياه في اتجاه مجرى النهر.
بعد أن تم تغيير حجم حديقة مياه الصرف الصحي لاستيعاب كميات مياه الصرف الصحي القصوى ، تم حفر خندق وتبطينه بألواح مطاطية ، لضمان احتواء مياه الصرف الصحي لفترة كافية للمعالجة. الصورة © Ridge to Reefs
يتم إنشاء تعديل biochar عن طريق وضع مزيج من الخشب الجاف والمواد النباتية الجافة في خندق وإشعال النار فيه. الصورة © Ridge to Reefs
بمجرد أن تحترق المواد النباتية وتتحول إلى فحم ، ولكن قبل أن تتحول إلى رماد ، تنطفئ النار. تم استخدام هذه المادة كتعديل للتربة. Biochar يمتص المواد الكيميائية ، ويوفر سطحًا قابلًا للبكتيريا المفيدة لنزع النتروجين. الصورة © Ridge to Reefs
ما مدى نجاح ذلك؟
بعد بضعة أشهر من الزراعة ، بدأت أعشاب نجيل الهند تتجذر وكان النظام يعمل بشكل جيد بما يكفي لمنع تصريف أي نفايات سائلة خلال ظروف أيام الأسبوع المعتادة. بدأت الأعشاب الأبعد من خزان الصرف في الجفاف حيث تم امتصاص النفايات السائلة بشكل فعال من قبل الحشائش بالقرب من مصدر المياه المؤثر.
يوضح هذا المشروع قابلية تطبيق البنية التحتية الخضراء والأنظمة الطبيعية لتوفير معالجة إضافية لمياه الصرف الصحي. يمكن تنفيذ هذا وغيره من الحلول الفعالة من حيث التكلفة في سيناريوهات مختلفة لدعم استراتيجيات العلاج الأخرى.
كان الخندق مملوءًا بطبقات من رقائق الخشب والفحم الحيوي ، وكلاهما يوفر معالجة لمياه الصرف الصحي. كانت رقائق الخشب مغطاة بطبقات من الرمل والتربة وزُرعت بعشب نجيل الهند. شتلات الحشائش معقمة ، للقضاء على احتمالية أن تصبح غزوية. يمكن أن يزدهر العشب في ظروف قاسية ، ومن خلال جذوره والتبخر النتحي في أوراقه يمكنه الاستفادة تقريبًا من جميع مياه الصرف الصحي في الفندق. الصورة © Ridge to Reefs
الدروس المستفادة
- العمل مستمر ويتطلب الحفاظ على التقدم تخطيطًا مدروسًا للتنمية والأراضي الرطبة والبنية التحتية لمياه الصرف الصحي. تتطلب إدارة مستجمعات المياه الناجحة يقظة ودعوة محلية ، والتي كانت قوية في Guánica.
- يؤدي تطبيق الحلول القائمة على الطبيعة إلى تحسين وظيفة النظام وكفاءته بشكل فعال ويمكن أن يحقق مستويات عالية من العلاج بتكلفة منخفضة نسبيًا.
- إن العثور على الحل الأمثل على حساب عدم القيام بأي شيء غير فعال ؛ من الأفضل منع الضرر البيئي بدلاً من إصلاحه.
- يؤدي التحليل المستهدف وتتبع التلوث إلى مبادرات وتحسينات فعالة ، مثل خطة إدارة مستجمعات المياه في خليج Guánica.
- يعتبر الاعتبار الشامل لمستجمعات المياه الطريقة الأكثر فعالية لتحديد المشاكل وإنشاء حلول مستهدفة قائمة على الطبيعة.
- كانت زيادة القدرة المحلية من خلال توظيف متعاونين محليين وتنمية الثقة من خلال الشراكات مساهماً رئيسياً في نجاح المشروع.
ملخص التمويل
فندق Nature-Based Wastewater Gardens (60,000 دولار)
جهود تتبع تلوث السواحل والمياه العذبة (25,000 دولار)
5 فدادين من الأراضي الرطبة المعالجة بما في ذلك التنسيق والتصميم والتصاريح والبناء (700,000 دولار)
الموارد
شركاء
فندق Parador Guánica 1929
باني محلي مع حفار
مهندس محلي قام بتوريد عشب نجيل الهند
مركز جامعة ميريلاند للعلوم البيئية ، مختبر هورن بوينت
Protes de Cuencas (معالجة الأراضي الرطبة والتلوث)
قدمت المؤسسة الوطنية للأسماك والحياة البرية تمويل المشروع في إطار استعادة / تخفيف الأعشاب البحرية الخاصة بهم من أجل تأريض السفن السابقة وبرنامج الانسكابات النفطية
