Guánica Bay, Puerto Rico Regentuin
Locatie
Guánica-baai, Puerto Rico
De uitdaging
In de afgelopen 40 jaar hebben enkele van de meest uitgestrekte koraalriffen van Puerto Rico te maken gehad met meer koraalverbleking en een afname van de dekking van levend koraal. Riffen rond Puerto Rico zijn ernstig aangetast, met de ergste schade die zich manifesteert in riffen direct voor de kust van grote menselijke populaties (Warne et al. 2005). Voedingsstoffen en ziekteverwekkers die worden geassocieerd met onbehandeld of slecht behandeld afvalwater zijn in verband gebracht met ziekten bij zowel koraalriffen als mensen.
Het stroomgebied van Rio Loco dat uitmondt in Guánica Bay is 151 vierkante mijlen, een van de grootste in Puerto Rico. Naarmate dit gebied zich heeft ontwikkeld, heeft de afvloeiing naar de baai de nutriënten en sedimenten verhoogd tot naar schatting 5-10 keer boven de natuurlijke niveaus (Ortiz-Zaya et al. 2005, Warne et al. 2005). Als onderdeel van een groter, meer omvattend project voor de beoordeling van stroomgebieden en het opsporen van vervuiling, werd vastgesteld dat nutriëntenverontreiniging in Guánica Bay voornamelijk afkomstig was van rioolwater via afvalwaterzuiveringsinstallaties, lekkende infrastructuur en soms een gebrek aan rioolwaterzuiveringssystemen. Deze toevoer van voedingsstoffen brengt het watermilieu in gevaar, evenals de mensen die de baai gebruiken en bezoeken. Ongeveer vijf procent van de inwoners van de stad Guánica zijn fulltime vissers, en verschillende kleinere gemeenschappen in het gebied, waaronder Papayo, Ensenada Honda en La Parguera, zijn van oudsher belangrijke vissersgemeenschappen geweest.
Een kaart van Guánica Bay langs de zuidkust van Puerto Rico en het omliggende stroomgebied van Rio Loco identificeert locaties met afvalwaterverontreiniging. Indicatoren zijn onder meer ammoniak, detergentia, E. Coli, Enterococcus en Chlorofyl a. Foto © Ridge naar Reefs and Protectores de Cuencas
Een kusthotel met 27 kamers in Guánica Bay werd geïdentificeerd als een bron van afvalwaterverontreiniging tijdens onderzoeken naar het volgen van vervuiling die plaatsvonden als onderdeel van de uitvoering van het Guánica Watershed Plan. Het ongevoerde septische systeem van het hotel was vatbaar voor regelmatige overstromingen als het werd overweldigd door het gebruik van toiletten en douches door bewoners. Het kustgebied naast het hotel bleek een hoog gehalte aan chlorofyl a, ammoniak, optische witmakers en indicatorbacteriën te bevatten.
Een afvalwaterpluim in Guánica Bay en bijbehorende algenbloei. Foto © Ridge naar Reefs
Ondernomen acties
De hoteleigenaren wilden dit probleem oplossen en besloten in samenwerking met Ridge to Reefs om een tuin aan te leggen die afvalwater kon ontvangen en het volume drastisch kon verminderen en schadelijke componenten zoals ziekteverwekkers, voedingsstoffen en chemicaliën kon verwijderen of transformeren. Groene infrastructuur maakt gebruik van natuurlijke ecosysteemfuncties om extra zuivering te bieden aan de afvoer van septic tanks, waardoor de verwijdering van verontreinigingen wordt verbeterd en het volume afvalwater dat de baai binnenkomt aanzienlijk wordt verminderd. Voor Hotel Parador Guánica 1929 moest afvalwater dat uit het septische systeem lekte, worden opgevangen en vertraagd om een aanvullende natuurlijke behandeling te bevorderen.
Hotel Parador Guánica 1929. Foto © Ridge to Reefs
Een vetiver-grasregentuin met biochar-bodemaanpassing werd gebruikt om afvalwater op te vangen en de verwijdering van voedingsstoffen te vergroten. Dit type systeem werd gekozen omdat de uitgebreide wortelsystemen van vetiver-gras snel water en voedingsstoffen opnemen, terwijl biochar gunstige bodemmicroben herbergt die voedingsstoffen uit afvalwater verwijderen. Water verlaat het vetivergras door verdamping, sijpelt door de bodem (ondergaat verdere filtratie) of komt in ondergrondse leidingen voor afvoer. Ridge to Reefs is succesvol geweest met het gebruik van andere groene infrastructuuroplossingen, van denitrificerende bioreactoren in de Chesapeake Bay tot biofilters in Amerikaans Samoa, die op dezelfde manier bacteriën en natuurlijke materialen gebruiken om afvalwater te behandelen. In het hotel zorgde een regentuin met planten voor een extra esthetisch voordeel, en kan het dienen als een educatief model voor bezoekers om te leren over groene infrastructuuroplossingen voor afvalwaterzuivering.
- Het formaat van de regentuin was afgestemd op het piekwaterverbruik van het hotel om toekomstige overbelasting te voorkomen. Meer dan 3 meter grond werd uitgegraven en gesaneerd met biochar en andere koolstofaanpassingen. Er werden ondergrondse leidingen aangelegd en aan de oppervlakte werd vetivergras geplant.
- De locatie werd gedurende meerdere maanden gecontroleerd op plantgezondheid, nutriëntenconcentraties en waterretentie totdat duidelijk was dat het systeem het afvalwater effectief behandelde, op basis van plantengroei en nutriëntenmonsters uit het effluent. Monsters werden naar het Horn Point Laboratory van de Universiteit van Maryland gestuurd voor nutriëntenanalyse en hadden een gemiddelde verwijdering van meer dan 50% voor zowel stikstof als fosfor. In feite kon bij sommige routinematige bemonsteringsmomenten een stroomafwaarts monster niet worden genomen vanwege verdamping van al het water dat de praktijk binnenkwam, wat bewijst dat dit systeem effectief is in zowel het verwijderen van voedingsstoffen als het verminderen van de algehele waterbelasting stroomafwaarts.
Nadat de afvalwatertuin was bemeten om piekafvalwatervolumes op te vangen, werd een greppel gegraven en bekleed met rubberen zeilen om ervoor te zorgen dat het afvalwater lang genoeg zou worden vastgehouden voor behandeling. Foto © Ridge naar Reefs
Het biochar-amendement wordt gecreëerd door een mengsel van droog hout en droog plantmateriaal in een greppel te plaatsen en deze in brand te steken. Foto © Ridge naar Reefs
Zodra het plantmateriaal is afgebrand tot houtskool, maar voordat het in as verandert, wordt het vuur gedoofd. Dit materiaal werd gebruikt als bodemverbeteraar. Biochar adsorbeert chemicaliën en biedt een oppervlak dat vatbaar is voor nuttige denitrificerende bacteriën. Foto © Ridge naar Reefs
Hoe succesvol is het geweest?
Een paar maanden na het planten begonnen de vetiver-grassen wortel te schieten en werkte het systeem goed genoeg om te voorkomen dat afvalwater tijdens typische doordeweekse omstandigheden zou worden geloosd. De verste grassen van de septic tank begonnen op te drogen toen het effluent effectief werd opgenomen door grassen dichter bij de instromende waterbron.
Dit project demonstreert de toepasbaarheid van groene infrastructuur en natuurlijke systemen om afvalwater extra te zuiveren. Deze en vergelijkbare kosteneffectieve oplossingen kunnen in verschillende scenario's worden geïmplementeerd om andere behandelstrategieën te ondersteunen.
De sleuf werd gevuld met lagen houtsnippers en biochar, die beide het afvalwater zuiveren. De houtsnippers werden bedekt met lagen zand en aarde en beplant met vetiver gras. De graszaailingen zijn steriel, om te voorkomen dat ze invasief worden. Het gras kan gedijen in barre omstandigheden, en door zijn wortels en verdamping in de bladeren kan het bijna al het afvalwater van het hotel gebruiken. Foto © Ridge naar Reefs
Lessen uit het verleden
- Het werk is aan de gang en het handhaven van de voortgang vereist een doordachte planning van de ontwikkeling, wetlands en afvalwaterinfrastructuur. Succesvol beheer van stroomgebieden vereist lokale waakzaamheid en belangenbehartiging, die sterk is geweest in Guánica.
- Door op de natuur gebaseerde oplossingen toe te passen, worden de systeemfunctie en efficiëntie effectief verbeterd en kunnen hoge behandelingsniveaus tegen relatief lage kosten worden bereikt.
- De perfecte oplossing vinden ten koste van niets doen is niet effectief; milieuschade wordt beter voorkomen dan gerepareerd.
- Gerichte analyse en het opsporen van vervuiling leiden tot effectieve initiatieven en verbeteringen, zoals de Beheerplan voor het stroomgebied van Guánica Bay.
- Een holistische beschouwing van stroomgebieden is de meest effectieve manier om problemen te identificeren en gerichte, op de natuur gebaseerde oplossingen te creëren.
- Het vergroten van de lokale capaciteit door lokale medewerkers in dienst te nemen en het ontwikkelen van vertrouwen door middel van partnerschappen droeg in belangrijke mate bij tot het succes van het project.
Financieringsoverzicht
Hotel op de natuur gebaseerde afvalwatertuinen ($ 60,000)
Inspanningen voor het volgen van kust- en zoetwaterverontreiniging ($ 25,000)
5 hectare behandelingsmoerasland inclusief coördinatie, ontwerp en vergunningen en constructie ($ 700,000)
Resources
Partners
Hotel Parador Guanica 1929
Lokale bouwer met een graafmachine
Lokale ingenieur die het vetiver-gras heeft geleverd
Centrum voor Milieuwetenschappen van de Universiteit van Maryland, Horn Point Laboratory
Protectores de Cuencas (Behandeling van wetlands en vervuiling)
National Fish and Wildlife Foundation verstrekte de projectfinanciering in het kader van hun zeegrasherstel / -beperking voor eerdere vaartuigen aan de grond en olielozingen
