เปอร์โตริโก – มลพิษทางน้ำเสีย | ความยืดหยุ่นของแนวปะการัง

Guánica Bay, สวนฝนเปอร์โตริโก

แผนที่

Guánica Bay, เปอร์โตริโก

ความท้าทาย

ในช่วง 40 ปีที่ผ่านมาแนวปะการังที่กว้างขวางที่สุดบางส่วนของเปอร์โตริโกได้เห็นเหตุการณ์การฟอกขาวของปะการังเพิ่มขึ้นและการลดลงของพื้นที่ปะการังสด แนวปะการังรอบ ๆ เปอร์โตริโกเสื่อมโทรมลงอย่างมากโดยความเสียหายที่เลวร้ายที่สุดที่เกิดขึ้นในแนวปะการังนอกชายฝั่งจากประชากรมนุษย์จำนวนมาก (Warne et al.2005) สารอาหารและเชื้อโรคที่เกี่ยวข้องกับน้ำเสียที่ไม่ผ่านการบำบัดหรือได้รับการบำบัดไม่ดีมีความเชื่อมโยงกับโรคทั้งในแนวปะการังและในมนุษย์

ต้นน้ำ Rio Loco ระบายลงสู่Guánica Bay มีเนื้อที่ 151 ตารางไมล์ซึ่งเป็นหนึ่งในพื้นที่ที่ใหญ่ที่สุดในเปอร์โตริโก เมื่อพื้นที่นี้มีการพัฒนาขึ้นการไหลบ่าลงสู่อ่าวได้เพิ่มสารอาหารและตะกอนให้สูงกว่าระดับธรรมชาติประมาณ 5-10 เท่า (Ortiz-Zaya et al. 2005, Warne et al. 2005) ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของโครงการประเมินและติดตามมลพิษที่มีขนาดใหญ่และครอบคลุมมากขึ้นมลพิษทางอาหารในอ่าวGuánicaได้รับการพิจารณาว่ามาจากสิ่งปฏิกูลผ่านโรงบำบัดน้ำเสียโครงสร้างพื้นฐานที่รั่วไหลและบางครั้งก็ไม่มีระบบบำบัดน้ำเสีย ปัจจัยการผลิตสารอาหารเหล่านี้เป็นอันตรายต่อสภาพแวดล้อมทางน้ำเช่นเดียวกับผู้คนที่ใช้และเยี่ยมชมอ่าว ประมาณห้าเปอร์เซ็นต์ของผู้อยู่อาศัยในเมืองGuánicaเป็นชาวประมงเต็มเวลาและมีชุมชนเล็ก ๆ หลายแห่งในพื้นที่เช่น Papayo, Ensenada Honda และ La Parguera เคยเป็นชุมชนประมงที่สำคัญในอดีต

แผนที่ guanica bay rio loco สารมลพิษการศึกษาภาคสนาม

แผนที่ของอ่าวGuánicaตามชายฝั่งทางตอนใต้ของเปอร์โตริโกและบริเวณต้นน้ำ Rio Loco โดยรอบจะระบุตำแหน่งที่ประสบปัญหามลพิษทางน้ำเสีย ตัวชี้วัด ได้แก่ แอมโมเนียผงซักฟอก E. Coli Enterococcus และ Chlorophyll a ภาพถ่าย© Ridge to Reefs and Protectores de Cuencas

โรงแรมริมชายฝั่งขนาด 27 ห้องในอ่าวGuánicaถูกระบุว่าเป็นแหล่งกำเนิดมลพิษทางน้ำเสียในระหว่างการสำรวจติดตามมลพิษที่เกิดขึ้นซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการดำเนินการตามแผนลุ่มน้ำกวานิกา ระบบบำบัดน้ำเสียแบบไม่ติดตั้งของโรงแรมมีแนวโน้มที่จะเกิดน้ำล้นเป็นประจำเมื่อมีคนใช้ห้องสุขาและห้องอาบน้ำมากเกินไป บริเวณชายฝั่งที่อยู่ติดกับโรงแรมพบว่ามีคลอโรฟิลล์เอแอมโมเนียสารเพิ่มความสว่างและแบคทีเรียในตัวบ่งชี้อยู่ในระดับสูง

ขนนกน้ำเสียในอ่าวGuánicaและสาหร่ายที่เกี่ยวข้อง ภาพถ่าย© Ridge to Reefs

การกระทำที่ดำเนินการ

เจ้าของโรงแรมต้องการแก้ปัญหานี้และด้วยความร่วมมือกับ Ridge to Reefs ตัดสินใจสร้างสวนที่สามารถรับน้ำเสียและลดปริมาณลงอย่างมากรวมทั้งกำจัดหรือเปลี่ยนส่วนประกอบที่เป็นอันตรายเช่นเชื้อโรคสารอาหารและสารเคมี โครงสร้างพื้นฐานสีเขียวใช้ฟังก์ชั่นระบบนิเวศตามธรรมชาติเพื่อให้การบำบัดเพิ่มเติมสำหรับการปล่อยถังบำบัดน้ำเสียเพิ่มการกำจัดสิ่งปนเปื้อนและลดปริมาณน้ำเสียที่ไหลเข้าสู่อ่าวได้อย่างมาก สำหรับ Hotel Parador Guánica 1929 จำเป็นต้องมีการดักจับน้ำทิ้งที่รั่วจากระบบบำบัดน้ำเสียและชะลอตัวลงเพื่อส่งเสริมการบำบัดตามธรรมชาติเพิ่มเติม

Hotel Parador Guánica 1929 ภาพถ่าย© Ridge to Reefs

มีการใช้สวนฝนหญ้าแฝกที่มีการปรับปรุงดินแบบไบโอชาร์เพื่อดักจับน้ำทิ้งและเพิ่มการกำจัดธาตุอาหาร ระบบประเภทนี้ได้รับการคัดเลือกเนื่องจากระบบรากที่กว้างขวางของหญ้าแฝกใช้น้ำและธาตุอาหารอย่างรวดเร็วในขณะที่ไบโอชาร์มีจุลินทรีย์ในดินที่เป็นประโยชน์ซึ่งกำจัดสารอาหารออกจากน้ำเสีย น้ำออกจากหญ้าแฝกโดยผ่านการระเหยของสารระเหยซึมผ่านดิน (อยู่ระหว่างการกรองเพิ่มเติม) หรือเข้าสู่ท่อใต้ดินเพื่อระบายออก Ridge to Reefs ประสบความสำเร็จในการใช้โซลูชันโครงสร้างพื้นฐานสีเขียวอื่น ๆ ตั้งแต่เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพแบบ denitrifying ใน Chesapeake Bay ไปจนถึงเครื่องกรองชีวภาพในอเมริกันซามัวซึ่งใช้แบคทีเรียและวัสดุธรรมชาติในการบำบัดน้ำเสียในทำนองเดียวกัน ที่โรงแรมมีสวนฝนที่มีต้นไม้ให้ประโยชน์ด้านสุนทรียภาพเพิ่มเติมและสามารถใช้เป็นรูปแบบการศึกษาสำหรับผู้เยี่ยมชมเพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับโซลูชันโครงสร้างพื้นฐานสีเขียวสำหรับการบำบัดน้ำเสีย

สวนน้ำฝนได้รับการปรับขนาดให้เหมาะสมกับการใช้น้ำสูงสุดของโรงแรมเพื่อป้องกันไม่ให้น้ำล้นในอนาคต มีการขุดดินสูงกว่า 3 ฟุตและแก้ไขด้วยไบโอชาร์และการแก้ไขคาร์บอนอื่น ๆ ติดตั้งท่อใต้พื้นดินและปลูกหญ้าแฝกที่ผิวดิน

ไซต์ดังกล่าวได้รับการตรวจสอบสุขภาพของพืชความเข้มข้นของสารอาหารและการกักเก็บน้ำเป็นเวลาหลายเดือนจนกว่าจะเห็นได้ชัดว่าระบบบำบัดน้ำเสียได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยพิจารณาจากการเจริญเติบโตของพืชและตัวอย่างธาตุอาหารที่ทิ้ง ตัวอย่างถูกส่งไปยังห้องปฏิบัติการ Horn Point ของมหาวิทยาลัยแมริแลนด์เพื่อวิเคราะห์สารอาหารและกำจัดไนโตรเจนและฟอสฟอรัสโดยเฉลี่ยมากกว่า 50% ในความเป็นจริงในบางครั้งการสุ่มตัวอย่างตามปกติไม่สามารถนำตัวอย่างท้ายน้ำมาได้เนื่องจากการระเหยของน้ำทั้งหมดที่เข้าสู่การปฏิบัติพิสูจน์ว่าระบบนี้มีประสิทธิภาพทั้งในการกำจัดสารอาหารและลดภาระน้ำโดยรวมที่ปลายน้ำ

หลังจากสวนน้ำเสียมีขนาดเพื่อรองรับปริมาณน้ำเสียสูงสุดได้มีการขุดร่องและบุด้วยแผ่นยางเพื่อให้แน่ใจว่าน้ำเสียจะมีอยู่นานพอสำหรับการบำบัด ภาพถ่าย© Ridge to Reefs

การแก้ไข biochar สร้างขึ้นโดยการวางส่วนผสมของไม้แห้งและวัสดุจากพืชแห้งลงในร่องลึกและจุดไฟ ภาพถ่าย© Ridge to Reefs

เมื่อวัสดุจากพืชถูกเผาจนเป็นถ่าน แต่ก่อนที่จะกลายเป็นเถ้าถ่านไฟก็จะดับลง สารนี้ใช้เป็นสารปรับปรุงดิน Biochar ดูดซับสารเคมีและให้พื้นผิวที่สามารถตอบสนองต่อแบคทีเรียที่มีประโยชน์ ภาพถ่าย© Ridge to Reefs

ประสบความสำเร็จแค่ไหน?

หลังจากปลูกได้ไม่กี่เดือนหญ้าแฝกก็เริ่มออกรากและระบบก็ทำงานได้ดีพอที่จะป้องกันไม่ให้มีการระบายน้ำทิ้งในช่วงวันธรรมดา หญ้าที่อยู่ไกลที่สุดจากถังบำบัดน้ำเสียเริ่มแห้งเนื่องจากน้ำทิ้งได้รับการดูดซับอย่างมีประสิทธิภาพโดยหญ้าที่อยู่ใกล้แหล่งน้ำที่มีอิทธิพล

โครงการนี้แสดงให้เห็นถึงการบังคับใช้โครงสร้างพื้นฐานสีเขียวและระบบธรรมชาติเพื่อบำบัดน้ำเสียเพิ่มเติม โซลูชันที่คุ้มค่าและคล้ายคลึงกันนี้สามารถนำไปใช้ในสถานการณ์ต่างๆเพื่อสนับสนุนกลยุทธ์การรักษาอื่น ๆ

ร่องลึกเต็มไปด้วยเศษไม้และไบโอชาร์เป็นชั้น ๆ ซึ่งทั้งสองมีการบำบัดน้ำเสีย เศษไม้ถูกปกคลุมด้วยทรายและดินเป็นชั้น ๆ และปลูกด้วยหญ้าแฝก ต้นกล้าหญ้าเป็นหมันเพื่อกำจัดความเป็นไปได้ที่มันจะรุกราน หญ้าสามารถเจริญเติบโตได้ในสภาพที่เลวร้ายและผ่านรากของมันและการระเหยของสารในใบของมันสามารถใช้ประโยชน์จากน้ำเสียของโรงแรมได้เกือบทั้งหมด ภาพถ่าย© Ridge to Reefs

บทเรียนที่ได้รับ

งานกำลังดำเนินอยู่และการรักษาความคืบหน้าจำเป็นต้องมีการวางแผนการพัฒนาพื้นที่ชุ่มน้ำและโครงสร้างพื้นฐานด้านน้ำเสียอย่างรอบคอบ การจัดการลุ่มน้ำที่ประสบความสำเร็จจำเป็นต้องมีการเฝ้าระวังและการสนับสนุนจากท้องถิ่นซึ่งได้รับความเข้มแข็งในกวานิกา

การใช้โซลูชันจากธรรมชาติช่วยปรับปรุงการทำงานของระบบและประสิทธิภาพได้อย่างมีประสิทธิภาพและสามารถบรรลุการบำบัดในระดับสูงด้วยต้นทุนที่ค่อนข้างต่ำ

การค้นหาโซลูชันที่สมบูรณ์แบบโดยเสียค่าใช้จ่ายโดยไม่ต้องทำอะไรเลยนั้นไม่มีประสิทธิผล ความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อมสามารถป้องกันได้ดีกว่าการซ่อมแซม

การวิเคราะห์เป้าหมายและการติดตามมลพิษนำไปสู่การริเริ่มและการปรับปรุงที่มีประสิทธิภาพเช่น แผนการจัดการลุ่มน้ำGuánica Bay.

การพิจารณาแหล่งต้นน้ำแบบองค์รวมเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการระบุปัญหาและสร้างแนวทางแก้ไขตามธรรมชาติที่กำหนดเป้าหมาย

การเพิ่มขีดความสามารถในท้องถิ่นโดยการจ้างผู้ทำงานร่วมกันในพื้นที่และการพัฒนาความไว้วางใจผ่านความร่วมมือเป็นส่วนสำคัญในความสำเร็จของโครงการ

สรุปเงินทุน

สวนน้ำเสียตามธรรมชาติของโรงแรม (60,000 เหรียญ)
ความพยายามในการติดตามมลพิษชายฝั่งและน้ำจืด ($ 25,000)
พื้นที่ชุ่มน้ำบำบัด 5 เอเคอร์รวมถึงการประสานงานการออกแบบและการอนุญาตและการก่อสร้าง ($ 700,000)