Erkennen und Behandeln von Abwasserverschmutzung

 

Ort

Puak, HawaiiʻIch Insel

Die Herausforderung

Eine im August 2020 veröffentlichte Studie ergab einen Rückgang der Biomasse wichtiger Fischarten in West-Hawaii um 45%ʻIch habe Korallenriffe über einen Zeitraum von 10 Jahren. Riffe in der Region South Kohala beherbergen kulturell bedeutende Arten und bieten wirtschaftliche Vorteile durch Freizeit- und kommerzielle Fischerei. Die Riffe entlang der Puakō-Küste von South Kohala sind als einige der intaktesten und ökologisch wichtigsten Riffe im Bundesstaat Hawaii bekanntʻi.

Puakō ist eine von vielen Sehenswürdigkeiten auf Hawaiiʻi Insel mit Anzeichen einer Verschlechterung der Riffgesundheit, einschließlich Wachstumsstörungen, Verfärbungen und Algenwachstum. Experten sind ernsthaft besorgt über das Riff in Puako, da Fischbiomasse verloren geht, die Korallenbedeckung abnimmt und die Makroalgenbedeckung zunimmt.

In Puakō trägt die Abwasserverschmutzung am meisten zum Rückgang der Fischbiomasse bei, gefolgt von Speerfischen, Sammeln für den Aquarienhandel und Laiennetzfischen. Abwasser enthält Bakterien, Nährstoffe, Arzneimittel und andere Chemikalien. Es wird seit langem vermutet, dass es zur Verschlechterung des Korallenriffs, zu Korallenkrankheiten, Algenblüten, Bleichen und zahlreichen Bedenken hinsichtlich der menschlichen Gesundheit beiträgt.

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Die felsige Küste von Puakō wird von Häusern begrenzt. Foto © Erica Perez / CORAL

Ergriffene Maßnahmen

Untersuchung der Auswirkungen und Quellen von Abwasser

Im Jahr 2013 wurden der Puakō-Gemeinschaft Beweise aus einer Cornell-Studie vorgelegt, aus denen hervorgeht, dass die Abwasserverschmutzung die Gesundheit der Korallenriffe beeinträchtigt. Anschließend eine Studie von The Nature Conservancy (TNC) und der University of Hawaiʻi Hilo stellte fest, dass Senkgruben eine signifikante Quelle der Kontamination darstellen.

Um den Ursprung und das Ausmaß der Schädigung des Riffs zu bestimmen, führten die Forscher Wasserqualitätstests mit stabilen Stickstoffisotopen und bakteriellen Indikatoren durch (Clostridium und der Enterococcus) und insgesamt gelöste Nährstoffe (Nitrat, Phosphat und Ammoniak). Fluoreszierender Farbstoff wurde in Abwasserbehandlungssystemen (OWTS) vor Ort in Wohngebieten, einschließlich Senkgruben, Klärgruben und aeroben Behandlungseinheiten (ATUs) in Puakō, platziert, um die Verschmutzungsquelle (n) zu bestimmen. Der Farbstoff erreichte schnell die Küste und reichte von weniger als 5 Stunden bis zu zehn Tagen, was auf einen bemerkenswerten Fluss von den Toiletten zu den Riffen hindeutet.

OWTS geben Abwasser in den Boden ab und tragen zur Verschmutzung durch nicht punktuelle Quellen bei. Das poröse Vulkangestein von Puakō, das hohe Grundwasser und die Nähe zur Küste ermöglichen es, dass das Abwasser mit minimaler Bodenretention und Aufnahme durch Pflanzen direkt in den Ozean sickert. Darüber hinaus können kleine Losgrößen in Puakō keine ausreichend großen Abflussfelder aufnehmen, was die Funktionalität vieler OWTS-Behandlungssysteme beeinträchtigt.

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Die Nähe der Häuser zur Küste stellt die Abwasserbehandlung vor Ort für die Puakō-Gemeinde vor Herausforderungen. Foto © Erica Perez / CORAL

Implementierung einer Lösung

Als Reaktion auf die Bitte der Gemeinde um Unterstützung bei der Entwicklung einer Lösung zielte dieses Projekt darauf ab, die Bewältigung der komplexen sozialen, regulatorischen, mechanischen, planerischen und finanziellen Hürden zur Verringerung oder Beseitigung der Abwasserverschmutzung zu unterstützen. Das Projekt konzentrierte sich auf den 2.5 Meilen langen Abschnitt der vulkanischen Küste in Puakō, wo derzeit 180 Häuser eine Mischung aus Senkgruben, Klärgruben und ATUs nutzen. Die Coral Reef Alliance (CORAL) richtete ein Beratungsgremium ein, dem Vertreter der Gemeinschaft, Forscher und Experten angehören, um über die nächsten Schritte zu beraten.

Die folgenden Hindernisse stellten die Suche nach Lösungen vor erste Herausforderungen:

  • Fehlende Daten zur Identifizierung der Verschmutzungsquelle (n) und des Ortes (der Standorte) entlang der Küste.
  • Notwendigkeit der Ermittlung von Eigentums-, Betriebs- und Wartungsstrategien für die Umsetzung der Abwasserbehandlung.
  • Notwendigkeit der Berücksichtigung der Projektumsetzung unter verschiedenen finanziellen und eigentumsrechtlichen Rahmenbedingungen.
  • Potenzielle Zersiedelung führt zu unerwünschtem Wachstum und erhöhter Umweltverschmutzung in der Region. Begrenzte staatliche Kapazitäten zur Entwicklung und zum Betrieb neuer Einrichtungen und Gesetze, die die Nutzung öffentlicher / privater Partnerschaften einschränken.
  • Angst vor möglichen wirtschaftlichen Auswirkungen von Touristen, die das Gebiet aufgrund von Abwasser boykottieren.

Zu den Maßnahmen zur Generierung von Lösungen gehören:

  • Untersuchungen der Cornell University aus dem Jahr 2013 bestätigten die negativen Auswirkungen des Abwassers auf die Gesundheit von Korallen und lösten Besorgnis in der Gemeinde aus.
  • Forscher der University of Hawaiʻi und The Nature Conservancy haben das Abwasser von OWTS in der Gemeinde eindeutig mit einer schlechten Wasserqualität in Verbindung gebracht. Hotspots mit schlechter Wasserqualität waren mit einer höheren Inzidenz von Korallenerkrankungen verbunden.
  • Es wurde ein umfangreiches Engagement in der Gemeinde durchgeführt, um die Gemeinde über das Problem aufzuklären, sich über die Anliegen der Gemeinde zu informieren und einen Konsens herzustellen.
  • Eine Machbarkeitsstudie wurde durchgeführt, die zu einem vorläufigen technischen Bericht führte. In dem Bericht wurde empfohlen, dass die beste Lösung darin besteht, die Anzahl der OWTS durch die Entwicklung eines Abwassersystems zu verringern, das Abwasser auf höchstem Niveau zu behandeln und das behandelte Abwasser weiter von der Küste entfernt zu entsorgen, um Nährstoffverschmutzung zu vermeiden. Die Geologie und Entwicklung des Gebiets machten andere Abwassermanagementoptionen vor Ort weniger machbar.
  • Im Jahr 2015 genehmigte die Gemeinde die Idee, eine Kläranlage zu errichten, um die Abfälle der Gemeinde zu behandeln und Süßwasser wiederzuverwenden.
  • Im Jahr 2016 wurde eine Bewertung durchgeführt, um zu bestimmen, wie eine Kläranlage implementiert werden soll und was sie kosten würde, wobei eine Vielzahl von Eigentums- und Betriebsmodellen sowie Finanzierungsoptionen für jede einzelne berücksichtigt werden. Die Kapital- und Entwicklungskosten einer privaten Einrichtung in Gemeinde- oder Kreisbesitz wurden auf etwa 14.5 Mio. USD geschätzt, wobei für jede Option unterschiedliche Finanzierungsstrategien gelten.
  • Im Jahr 2017 wurde das Gesetz 125 verabschiedet, das den Ersatz aller Senkgruben bis 2050 vorschreibt und die Bemühungen der Gemeinde zur Verbesserung des Abwassermanagements unterstützt.
  • Im Jahr 2018 wurden in einem Bericht an den Gesetzgeber 14 Gemeinden im ganzen Bundesstaat, einschließlich Puakō, identifiziert und für die Entfernung von Senkgruben priorisiert. Der Bericht schlug vor, dass Puakō täglich etwa 600,000 Gallonen unbehandeltes Abwasser zur Umwelt beitrug.
  • Im Jahr 2018 wurde der Hawaiʻi Die Gesetzgebung des Bundesstaates verabschiedete das Gesetz 132, das eine Arbeitsgruppe zur Senkung der Senkgrube organisierte, um einen Umsetzungsplan für die landesweite Umwandlung bis 2050 zu entwickeln. Puakō ist ein potenzieller Demonstrationsort.
  • Im Jahr 2018 wurde Hawaiʻi County erklärte sich bereit, das Abwasserbehandlungsprojekt Puakō zu entwickeln, und CORAL begann eng mit der Regierung zusammenzuarbeiten, um die Finanzierung der Umsetzung sicherzustellen.
  • Im Jahr 2019 stellte der Staat Mittel in Höhe von 1.5 Mio. USD für das Capital Improvement Project (CIP) für Hawaii bereitʻi County führt eine Planungs- und Entwurfsstudie für das Abwassersystem von Puakō durch, um Gemeindemitglieder aus veralteten Senkgruben zu entfernen. Im selben Jahr haben Senator Inouye und Vertreter Tarnas in der Legislativsitzung 15 vorrangig nach einem zusätzlichen KVP von 2020 Mio. USD für Baufonds gesucht. Hinweis: Aufgrund von COVID-19 und der Verschiebung der Legislaturperiode müssen diese Gesetzentwürfe in der Sitzung 2021 erneut eingereicht werden.
  • Die nächsten Schritte umfassen Hawaiʻi County führt eine Planungs- und Entwurfsstudie durch, anhand derer die Erschwinglichkeit für die Gemeinde und den Landkreis ermittelt werden kann.
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Ein Gemeinschaftsbesuch in einer Kläranlage, um neue Behandlungstechnologien zur Verbesserung der Nährstoffentfernung und zur Rückgewinnung von Süßwasser zur Wiederverwendung zu demonstrieren. Foto © Erica Perez / CORAL

Wie erfolgreich war es?

Nach Jahren der Forschung und Erleichterung einigten sich die Gemeinde und die Regierung auf eine Lösung, mit der die Verschmutzung des Küstenabwassers über einen Zeitraum von vier Jahren drastisch reduziert werden kann.

Erkenntnisse und Empfehlungen

  • Von Experten begutachtete Literatur, die die Quellen und Auswirkungen der Abwasserverschmutzung aufzeigt, war entscheidend, um die Unterstützung der Stakeholder zu erhalten.
  • Eine Schlüsselbotschaft ist wichtig für das weitere Engagement der Gemeinschaft. Obwohl teuer und zeitaufwändig, verschlechtert die Alternative die Gesundheit der Riffe weiter, was zu erheblichen wirtschaftlichen Verlusten und Bedenken hinsichtlich der menschlichen Gesundheit führt.
  • Eine Schlüsselbotschaft für die Unterstützung der Regierung lautete: „Dies ist sowohl ein wirtschaftliches als auch ein ökologisches Problem.“
  • Die Community verfügt über eine vielfältige Finanzdemografie, die die Kosten und die kreative Finanzierung des Projekts zu kritischen Diskussionspunkten macht.
  • Während es viele neue Technologien für die Abwasserbehandlung gibt, sind auf nationaler oder staatlicher Ebene nur wenige zulässig. Die Kommunikation dieser Rentabilitätsbarriere war wichtig, um Unterstützung für praktikable Lösungen zu erhalten.
  • Das Abhalten von Meetings, die Sensibilisierung und die Kommunikation mit Community-Mitgliedern und Hausbesitzern über Bedenken und Ideen ist zeitaufwändig und dennoch entscheidend für den Erfolg.
  • Ein ausgewiesener Leiter (Organisation oder Einzelperson) ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der Dynamik und die Pflege von Partnerschaften.
  • Ein sachkundiger und vertrauenswürdiger Beirat sowie ein transparenter Entscheidungsprozess sind für den Aufbau von Vertrauen und Unterstützung von entscheidender Bedeutung.
  • Funder-Beziehungen sind wichtig, damit Unternehmen mit den gegebenen Informationen die besten Entscheidungen treffen und sich an die Komplexität eines Projekts anpassen können.
  • Der Zeitpunkt dieser Projekte ist schwer vorhersehbar und erfordert eine langfristige Finanzierung.

 

Lokale Hausbesitzer und Community Association Mitglieder studieren behandelt

Lokale Hausbesitzer und Mitglieder der Community Association untersuchen behandeltes Süßwasser. Foto © Erica Perez / CORAL

Zusammenfassung der Finanzierung

Der Staat hat Hawai 1,5 Millionen Dollar zugewiesenʻi County für Planung und Design in den nächsten zwei Jahren mit einer 20% igen Übereinstimmung aus dem County.

Leitende Organisation

Korallenriff-Allianz

Partner

Wassertechnik

Hawaiʻi County-Mayors Office und Abteilung für Umweltmanagement

Webb Kommunale Finanzen

Puakō Advisory Committee (mit Vertretern der University of Hawaiʻich Hilo; Puakō Community Association, Hawaiiʻi Rural Water Association; Der Naturschutz; AECOM)

Küstenpartnerschaft von South Kohala

Ressourcen

öffnet sich in einem neuen FensterSauberes Wasser für Riffe Puakō
öffnet sich in einem neuen FensterZeitleiste des Puakō-Projekts
öffnet sich in einem neuen FensterWas ist in unserem Wasser?öffnet die PDF-Datei
öffnet sich in einem neuen FensterGemeinsam für sauberes Wasser arbeiten

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