مجله اینترنتی پارسی گو: بحران آب در آینده ای نه‌چندان دور، بحرانی جدی برای نیمی از جمعیت جهان خواهد بود! بنابراین حل این بحران، و بررسی راهکارهای مدیریت آن در حال حاضر ضروری به نظر می رسد. از اینرو پژوهشگران و محققان در سرتاسر جهان، به این موضوع، یعنی «مدیریت بحران آب» نگاهی ویژه داشته‌اند و موضوع مقاله حاضر نیز همین مسئله جدی است و نویسنده مدیریت بحران آب شهری را با تخمین مصرف نهایی (END-USE) و بازیافت آب خاکستری مورد بررسی قرار داده است. با ما همراه باشید:
مدیریت بحران آب شهری با تخمین مصرف نهایی (END-USE) و بازیافت آب خاکستری
کلثوم تیموری: هر روز که میگذرد، به دلیل افزایش جمعیت، تقاضا برای آب افزایش می‌یابد زیرا باید آب بیشتری برای بخش‌های خانگی، کشاورزی و صنعتی تخصیص داده شود. علاوه بر این، آلودگی آب‌های سطحی و زیرزمینی دسترسی افراد به آب را از نظر کیفیت و کمیت که توسط سازمان جهانی بهداشت تعیین شده است، دشوار می کند. تغییر اقلیم نیز نقش خود را در ایجاد کمبود آب ایفا میکند؛ این عوامل باعث افزایش تنش بر منابع آب شیرین میشود که به نوبه خود راه را برای کاهش بیشتر منابع آب موجود هموار میکند. در صورت عدم کنترل، استفاده بی رویه از آب تغییرات فاجعه باری را در کل سیاره ایجاد خواهد کرد. با توجه به اینکه انتظار می‌رود بیش از نیمی از جمعیت جهان تا سال ۲۰۵۰ به طور مزمن کمبود آب داشته باشند، دولت‌ها و سیاست گذاران در سراسر جهان بر کاهش فشار از منابع آب شیرین موجود متمرکز هستند. تامین آب برای خانوارهای شهری در دهه آینده از یک منبع توزیعی به یک چالش تبدیل میشود و دستیابی به آن دشوار خواهد بود. دلیل اصلی این است که در دسترس بودن آب شیرین کمتر از ۱ درصد و مدیریت آن نادرست است.
به غیر از فرآیندهای پرهزینه نمک‌زدایی، یک راه جایگزین برای مقابله با کمبود آب میتواند بازیافت فاضلاب باشد که میتواند دسترسی به آب را افزایش داده و با کمبود آب مقابله کند. هر آبی که زمانی توسط انسان استفاده شده باشد را میتوان فاضلاب نامید زیرا خواص آن دیگر مانند آب طبیعی نخواهد بود. مقدار قابل توجهی از فاضلاب منشاء خانوارها است. از این رو، بازیافت فاضلاب خانگی در منبع گام مهمی در جهت رفع کمبود آب در سیاره ما خواهد بود. برای انجام این کار، فرد باید بداند که چگونه یک خانواده از آب برای اهداف مختلف استفاده میکند. در این زمینه اندازه‌گیری‌های مصرف نهایی (end-use)در این زمینه به چشم می‌خورد. اندازه‌گیری‌های مصرف نهایی آب برای درک مکان و نحوه استفاده از آب در خانه‌ها استفاده میشود. مصرف نهایی، داده‌ها و اطلاعاتی را در مورد عواملی که مسئول تغییرات سرانه در استفاده و مصرف یک پارامتر خاص هستند در اختیار ما قرار میدهد. همچنین به ما کمک میکند تا تقسیم بندی پارامترهای مربوطه را به صورت کمی و کیفی در یک ساختمان یا یک خانه درک کنیم. در نتیجه، نیاز به داده‌های مصرف نهایی در سال‌های اخیر برای کمک به سیاست‌گذاری و داشتن راه‌حل‌های متناسب برای خانواده‌های هدف افزایش یافته است. در چند دهه اخیر، بیشتر مطالعات مصرف نهایی انجام شده تا به امروز عمدتاً بر مصرف انرژی و برق متمرکز بوده است. مطالعه مصرف نهایی آب انجام شده در چندین بخش از جهان نشان میدهد که پارامترهای متعددی بر مصرف آب در بین مردم حاکم است. آنها عبارتند از: جغرافیا، نزدیکی به منبع آب، آموزش، میزان توسعه اجتماعی‌اقتصادی، باورهای محیطی، اندازه جمعیت و شرایط آب و هوایی؛ در ابتدا، مطالعات مصرف نهایی از آب عمدتاً برای شناسایی هرگونه نشت در سیستم توزیع آب در محیط‌های مسکونی شهری انجام شد. با گذشت زمان، اهداف مطالعه به عوامل مختلف دیگری گسترش یافته است که اکنون شامل درک کارایی تجهیزات صرفه جویی در مصرف آب و استراتژی های نصب یا اجرا شده و ارائه برنامه‌های آتی برای بهبود خدمات آب، تعیین نیازهای آینده در تامین آب و در نهایت ارائه آب هدفمند و بهبود یافته است. استفاده از آب خانگی در درجه اول به دو دسته تقسیم میشود، یعنی استفاده داخلی و خارجی. فعالیت‌هایی مانند آشپزی، ظرفشویی، شستشوی پارچه، حمام کردن و… در طبقه‌بندی استفاده در فضای داخلی قرار می‌گیرند در حالی که فعالیت‌هایی مانند آبیاری، پر کردن استخر، شستشوی خودرو در دسته استفاده در فضای باز قرار می‌گیرند. محرک‌های مصرف آب در فضای باز به پارامترهای متعددی بستگی دارد که پیچیده‌تر و تغییرپذیرتر هستند، بنابراین ایجاد مدلی برای مصرف آب در فضای باز برای ما دشوار می شود. استفاده از آب در فضای باز به شدت به نوسانات فصلی وابسته است، در حالی که استفاده از آب مسکونی داخلی کمترین رابطه را با آن را دارد و با تغییرات فصلی نوسان ندارد.
روش های بررسی مصرف نهایی
روشهای مختلفی برای جمع‌آوری داده‌های مصرف نهایی مصرف آب از خانوارها وجود دارد. این میتواند از طریق بررسی پرسشنامه، دفترچه یادداشت، کنتورهای آب یا ترکیبی از تمام روشهای فوق باشد.
در بررسی‌های پرسشنامه‌ای از ساکنان در مورد الگوی مصرف آب، رفتار و همچنین تعداد افراد یک خانواده سوال میشود که پاسخ های آنها به خوبی مشخص است. در برخی موارد، از ساکنان یک خانوار خواسته میشود تا در یک دفترچه ثبت نام داشته باشند که در آن زمان و مدت زمان فعالیت آب را هر بار بنویسند. ظهور کنتورهای هوشمند آب، اگرچه گران است، اما کار انسانی مرتبط با جمع آوری داده‌ها را آسان کرده است. کنتورهای هوشمند آب فقط باید در یک مکان مناسب نصب شوند. الگوی مصرف آب را شناسایی میکند و با کمک نرم افزار از پیش نصب شده این الگوها را به مصرف نهایی خاصی اختصاص میدهد. این کنتورهای هوشمند آب نیز امکان انتقال داده‌های به دست آمده را به دستگاه‌های الکتریکی بدون کمک انسانی دارند. کنتورهای آب هوشمند پیشرفته حتی رفتار مصرف آب را در زمان واقعی تجزیه و تحلیل می‌کنند در نتیجه دقت داده‌های به دست آمده را افزایش می‌دهند. علاوه بر این، ارائه اطلاعات به ساکنان در مورد مصرف آب، آنها را قادر میسازد تا از مصرف آب خود آگاه باشند و آنها را تشویق به صرفه جویی در مصرف آب کنند. ساکنان زمانی که داده‌‌هایی در مورد استفاده خاص از آب برای مقاصد مختلف در اختیارشان قرار گرفت، مصرف آب را کاهش می‌دهند.
مزایای مطالعات مصرف نهایی آب
مطالعات مصرف نهایی آب برای دولت‌ها ضروری است تا برنامه‌های آموزشی و آگاهی‌بخشی با هدف حفظ آب ارائه کنند. دسترسی به داده‌های سفارشی در مورد مصرف آب گروه‌های سنی مختلف، گروه های اجتماعی-اقتصادی به مقامات کمک میکند تا برای دستیابی به اهداف حفاظت پایدار آب برنامه ریزی بهتری داشته باشند. اگرچه دستیابی به هدف، صرفه جویی در مصرف آب از طریق گسترش آگاهی زمان میبرد، شواهد زیادی وجود دارد که نشان میدهد اگر جامعه در کل نسبت به کمبود آب آگاه باشد و مایل به صرفه جویی در مصرف آب باشد، میتوان به کاهش قابل توجهی در مصرف آب دست یافت. مطالعات نشان می‌دهند که حتی اگر اکثریت جمعیت نیاز به صرفه‌جویی در مصرف آب را درک کنند و از کمبود آب آگاه باشند، باز هم بعید به نظر می‌رسد که خودشان هیچ تلاشی برای حفظ آب انجام دهند. آگاهی از مصرف آب ساکنان را قادر میسازد تا مصرف آب خود را بهتر مدیریت کنند. مطالعات مصرف نهایی آب نیز در افرادی که منابع جایگزین آب را اتخاذ می‌کنند مفید است.
چالش‌های مربوط به مطالعات مصرف نهایی
چالش‌هایی که در حین انجام مطالعات مصرف نهایی آب به وجود می‌آیند طیف متنوعی خواهند داشت. در حین بررسی، احتمال زیادی وجود دارد که افراد برای به اشتراک گذاشتن عادات روزانه خود همکاری نکنند. جمع‌آوری داده‌ها با استفاده از نقشه‌برداری و نگهداری دفترچه‌های گزارش ارزان است، اما در عوض، نیاز به سرمایه‌گذاری هنگفتی از زمان و منابع انسانی دارد. برای دقیق‌تر بودن داده‌ها، کنتورهای هوشمند آب بهتر هستند، زیرا در حین بررسی، توانایی پاسخ‌دهنده برای یادآوری و بازتولید مصرف آب کل ساکنان مستعد خطا است. همچنین، نگهداری از دفترچه‌های گزارش برای دوره‌های طولانی تر خسته کننده است. مسئله اصلی در مورد کنتور آب هوشمند، حفظ حریم خصوصی ساکنان است. با دسترسی به وسایل صرفه جویی در مصرف آب، فناوری‌های هوشمند و آگاهی بیشتر از بحران آب، مطالعات انجام شده در کشورهای توسعه یافته، شدت بحران آب در کشورهای در حال توسعه را کمتر روشن میکند. فقدان داده‌ها از کشورهای در حال توسعه، به نوبه خود، دستیابی به راه حلی برای مدیریت پایدار آب را دشوار میکند.
کشورهای اروپایی نسبت به کشورهای آسیایی از میزان کمتری آب برای شستن ظرف و لباسشویی استفاده می کنند. دسترسی به وسایل کم مصرف مانند ماشین لباسشویی تمام اتوماتیک و ماشین ظرفشویی مکانیزه می تواند دلیل احتمالی این امر باشد. در دسترس بودن فن آوری‌های کم مصرف و آگاهی در مورد صرفه جویی در مصرف آب نیز می تواند عاملی برای کاهش مصرف آب در میان خانوارهای اروپایی برای مصارف نهایی ذکر شده باشد.
کشورهای توسعه یافته در کاهش میزان آب از دست رفته در اثر نشت بهتر عمل کردند. دلیل عملکرد ضعیف کشورهای در حال توسعه در این زمینه میتواند فقدان برنامه‌های مدیریت صحیح آب یا قیمت‌های غیرقابل دسترس کنتورهای آب باشد که میتواند به درک توزیع آب از یک سیستم غیرمتمرکز کمک کند. به دلیل شهرنشینی سریع، بیش از نیمی از جمعیت جهان به زودی در مناطق شهری زندگی خواهند کرد تخصیص آب به این جمعیت فزاینده از طریق یک سیستم توزیع متمرکز واحد به راحتی قابل دستیابی نیست زیرا تقاضای آب و همچنین تولید فاضلاب افزایش خواهد یافت. بنابراین، ما باید با یک سیستم تصفیه، قادر به اصلاح فاضلاب تولید شده (آب خاکستری) تنها در محل مبدا باشیم. بنابراین، آب خاکستری میتواند با کمک فناوری، مشارکت مردم و اراده سیاسی به یک منبع آب بالقوه جایگزین تبدیل شود بازیافت آب خاکستری به کاهش مصرف آب تا حدود ۵۰ درصد کمک میکند. ما همچنین بازیافت آب خاکستری را با نمک زدایی آب دریا مقایسه کرده‌ایم. طبق مطالعات متعدد، نمک زدایی آب دریا امری پرهزینه است هزینه آن تقریباً ۲/۲ برابر بیشتر از بازیافت فاضلاب است از نظر مصرف انرژی نیز، پیش‌بینی میشود که نیروگاه‌های نمک‌زدایی ۲ تا ۵ برابر بیشتر انرژی مصرف کنند و همچنین دارای نرخ انتشار ۲ تا ۱۸ برابر بیشتر از کارخانه‌های بازیافت آب خاکستری هستند. پساب‌های فاضلاب خانگی از بخش‌های مختلف خانه‌ها، مانند سینک آشپزخانه، لباسشویی، دوش، حمام، ماشین ظرفشویی، آب خاکستری نامیده می‌شوند؛ وجود مواد شیمیایی نیز در آب خاکستری بسیار کمتر است. آب خاکستری را میتوان با استفاده از روشهای تصفیه نسبتا ساده تصفیه کرد. گزارش شده است که آب خاکستری تصفیه شده برای مقاصد مختلف نه تنها از منظر مصرف خانگی بلکه از نقطه نظر مهمتری مانند کارهای ساختمانی و به عنوان آب برای دیگهای بخار استفاده میشود.
به این ترتیب میتوان با استفاده از آب خاکستری بازیافت شده به تسکین موقت کمبود آب دست یافت. آب خاکستری میتواند برای اهداف آبیاری نیز استفاده شود. برخلاف آب باران، مقدار آبی که با تصفیه آب خاکستری قابل دسترسی است، از قبل مشخص خواهد شد. این اطلاعات به برنامه ریزی بهتر مصرف آب در آینده کمک میکند. این تامین بی وقفه آب خاکستری تصفیه شده، وابستگی بخش های کشاورزی و سایر بخش ها به مصرف آب باران را نیز کاهش میدهد. درصد آب خاکستری تولید شده از ۵۴ درصد تا ۸۶ درصد از کل مصرف آب خانگی داخلی متفاوت است و بنابراین میتواند یک منبع آب ارزشمند برای حل بحران آب شهری باشد.
نویسنده: کلثوم تیموری. کارشناس ارشد فیزیک پزشکی.
این مقاله برداشت آزاد نویسنده از ترجمه مقاله علمی نویسندگان Ajmal Roshan و Manish Kumar که از اینجا قابل مشاهده است.
همچنین می توانید مقاله دیگر نویسنده با عنوان «شهر پس از کرونا» را نیز اینجا مطالعه بفرمایید.
منبع: مجله اینترنتی پارسی گو
درج مطالب مجله اینترنتی پارسی گو با ذکر منبع (www.parsigoo.com) بلامانع است.