Ekologisk sanitet

Ecosan-koncept som visar en separation av flödesströmmar, behandling och återanvändning

Ekologisk sanitet , vanligen förkortat ecosan (även stavat eco-san eller EcoSan ), är ett förhållningssätt till sanitetsförsörjning som syftar till att säkert återanvända avföring i jordbruket . Det är ett tillvägagångssätt, snarare än en teknik eller en anordning som kännetecknas av en önskan att "sluta slingan", främst för näringsämnen och organiskt material mellan sanitet och jordbruk på ett säkert sätt. Ett av syftena är att minimera användningen av icke-förnybara resurser . När de är korrekt designade och drivna, tillhandahåller ecosan-system ett hygieniskt säkert system för att omvandla mänskligt exkret till näringsämnen som ska återföras till jorden och vatten som ska återföras till marken. Ecosan kallas också för resursorienterad sanitet.

Definition

Definitionen av ecosan har varierat tidigare. 2012 formulerades en allmänt accepterad definition av ecosan av svenska experter: "Ekologiska sanitetssystem är system som möjliggör säker återvinning av näringsämnen till växtodling på ett sådant sätt att användningen av icke-förnybara resurser minimeras. Dessa system har en stark potential att vara hållbara sanitetssystem om tekniska, institutionella, sociala och ekonomiska aspekter hanteras på lämpligt sätt."

Före 2012 har ecosan ofta förknippats med urinavledning och i synnerhet med urinavledande torrtoaletter (UDDTs), en typ av torrtoalett . Av denna anledning används termen "ecosan toalett" flitigt när människor menar en UDDT. Ecosan-konceptet bör dock inte begränsas till en viss typ av toalett. Dessutom kan UDDT användas utan att ha några återanvändningsaktiviteter i vilket fall de inte är i linje med ecosan-konceptet (ett exempel är de 80 000 UDDT som implementerats av eThekwini Municipality nära Durban, Sydafrika).

Användning av termen "ecosan"

Termen "ecosan" användes första gången 1995 och det första projektet startade 1996 i Etiopien, av en icke-statlig organisation som heter Sudea. En trio, Dr Torsten Modig, Umeå universitet, Almaz Terrefe, teamleader, och Gunder Edström, hygienexpert, valde ett område i tät tätort som utgångspunkt. De använde urinavledande torrtoaletter (UDDT) i kombination med återanvändningsaktiviteter. [ citat behövs ]

I ecosan-konceptet betraktas mänskligt avföring och avloppsvatten som en potentiell resurs – varför det också har kallats "resursorienterad sanitet". Termen "produktiv sanitet" har också använts sedan omkring 2006. [ citat behövs ]

Jämförelse med termen "hållbar sanitet"

Definitionen av ecosan fokuserar på hälsa, miljö och resursaspekter av hållbar sanitet . Ecosan är alltså inte i sig hållbar sanitet, utan ekosansystem kan implementeras på ett hållbart sätt och har en stark potential för hållbar sanitet, om tekniska, institutionella, sociala och ekonomiska aspekter tas om hand på lämpligt sätt. Ecosan-system kan vara "ohållbara" till exempel om det är för lite användaracceptans eller om kostnaderna för systemet är för höga för en given målgrupp av användare, vilket gör systemet ekonomiskt ohållbart på längre sikt.

Översikt

Affisch från EcoSanRes program: Closing the loop on Sanitation (2005)
Ecosan sluter slingan affisch (på franska), av NGO CREPA 2005, UDDT används i detta exempel

Huvudmålen med ekologisk sanitet är att minska hälsoriskerna relaterade till sanitet, förorenat vatten och avfall; att förhindra förorening av grundvatten och ytvattenförorening ; och att återanvända näringsämnen eller energi som finns i avfall.

Resursåtervinning

Ytterligare information: Resursåtervinning

Uttalandet i definitionen av ecosan att "säkert återvinna" inkluderar hygieniska, mikrobiella och kemiska aspekter. Således ska den återvunna mänskliga exkreta produkten, i fast eller flytande form, vara av hög kvalitet både vad gäller patogener och alla typer av farliga kemiska komponenter. Påståendet "användning av icke-förnybara resurser minimeras" innebär att resursvinsten vid återvinning ska vara större än resurskostnaden vid återvinning.

Ecosan bygger på ett övergripande koncept av materialflöden som en del av ett ekologiskt och ekonomiskt hållbart avloppsvattenhanteringssystem skräddarsytt för användarnas behov och till respektive lokala förhållanden. Det gynnar inte en specifik sanitetsteknik, utan är snarare en viss filosofi vid hantering av ämnen som hittills bara har setts som avloppsvatten och vattenburet avfall för bortskaffande.

Återanvänd som gödningsmedel

Ytterligare information: Återanvändning av exkret

De första förespråkarna för ekosansystem hade ett starkt fokus på att öka jordbrukets produktivitet (via återanvändning av exkrementer som gödningsmedel ) och på så sätt förbättra människornas näringsstatus samtidigt som de försåg dem med säker sanitet. Sjukdomsreduktion var tänkt att uppnås inte bara genom att minska infektioner som överförs via fekal-oral väg utan också genom att minska undernäring hos barn . Denna koppling mellan WASH , näring, en sjukdom som kallas miljöenteropati (eller tropisk enteropati ) samt hämmad tillväxt av barn har stigit till toppen av agendan för WASH -sektorn sedan omkring 2013.

Jordbruksförsök runt om i världen har visat mätbara fördelar med att använda behandlat exkrementer i jordbruket som gödningsmedel och jordförbättringsmedel . Detta gäller särskilt användningen av urin . Återanvändningsförsök i Zimbabwe visade positiva resultat för användning av urin på gröna, lummiga växter som spenat eller majs samt fruktträd. En annan studie i Finland visade att användningen av urin och användningen av urin och träaska "kan producera 27 % och 10 % mer biomassa av rödbetsrot". Urin har i många studier visat sig vara ett värdefullt, relativt lätthanterligt gödselmedel, innehållande kväve, fosfor, kalium och viktiga mikronäringsämnen.

Fosforåtervinning

En annan aspekt som ecosan systems försöker ta itu med är den eventuella kommande bristen på fosfor. Fosfor har en viktig roll för växttillväxt, och därför i gödselproduktion, men är en begränsad mineraltillgång. Situationen är liknande för kalium. Kända mineralfosfatbergsreserver blir knappa och alltmer kostsamma att utvinna – detta kallas också " peak phosphorus "-krisen. En granskning av den globala fosfatförsörjningen antydde att fosfat i urin skulle kunna tillgodose 22 % av den totala efterfrågan om det samlas in.

Fördelar

Fördelarna med ecosan-system inkluderar:

  • Minimera införandet av patogener från mänskliga avföring i vattnets kretslopp (grundvatten och ytvatten) - till exempel grundvattenföroreningar genom groplatriner .
  • Bevarande av resurser genom lägre vattenförbrukning, utbyte av mineralgödsel och minimering av vattenföroreningar .
  • Mindre beroende av utvunnen fosfor och andra icke-förnybara resurser för gödselproduktion.
  • Minskad energiförbrukning vid produktion av gödningsmedel: Urea är en viktig komponent i urin, men vi producerar stora mängder urea genom att använda fossila bränslen . Genom att hantera urinen på rätt sätt kan såväl behandlingskostnaderna som gödselkostnaderna minskas.

Utmaningar

Ekosansatsen har kritiserats för att vara alltför fokuserad på återanvändning inom jordbruket, samtidigt som den försummar några av de andra kriterierna för hållbar sanitet . Faktum är att ecosan-system kan vara "ohållbara", till exempel om det är för lite användaracceptans eller om kostnaderna för systemet är för höga för en given målgrupp av användare, vilket gör systemet ekonomiskt ohållbart på längre sikt.

Vissa förespråkare av ecosan har kritiserats för att vara alltför dogmatiska, med en övervikt på miljöresursskydd snarare än fokus på folkhälsoskydd och tillhandahållande av sanitet till en mycket låg kostnad (till exempel UDDTs, som vissa människor kallar "ecosan toaletter " ", kan vara dyrare att bygga än groplatriner, även om de på längre sikt är billigare att underhålla).

Ekosansystemens säkerhet när det gäller att förstöra patogener under de olika behandlingsprocesserna är ett kontinuerligt ämne för debatt mellan förespråkare och motståndare till ekosansystem. Publiceringen av WHO:s riktlinjer för återanvändning, med dess koncept med flera barriärer, har dock kommit långt i att etablera ett gemensamt ramverk för säker återanvändning. Ändå kvarstår frågan om ekosansystem någonsin kan skalas upp för att nå miljontals människor och hur de kan göras tillräckligt säkra för att fungera. Den initiala spänningen i början av 2000-talet av ecosan-pionjärerna har förändrats till en insikt om att förändrade attityder och beteenden inom sanitet kräver mycket tålamod.

Erkännandet för ecosan kom med tilldelningen av Stockholm Water Prize 2013 till Peter Morgan, en pionjär inom handpumpar och ventilerade groplatriner (VIPs) utöver toaletter av ecosantyp (Arborloo, Skyloo och Fossa alterna). Peter Morgan är känd som en av de ledande skaparna och förespråkarna av ekologiska sanitetslösningar, som möjliggör säker återanvändning av mänskligt exkrementer för att förbättra jordkvaliteten och växtodlingen. Hans toaletter av ecosan-typ används nu i länder över hela världen, inriktade på att omvandla ett sanitärt problem till en produktiv resurs.

Också många av de forskningsprojekt som Bill och Melinda Gates Foundation har finansierat sedan omkring 2011 inom sanitet handlar om resursåtervinning – detta kan mycket väl vara ett arv från ecosan-konceptet, även om termen "ecosan" inte används av dessa forskare.

Teknologi som används i ekosansystem

Möjliga teknologikomponenter för hållbar sanitet, varav ecosan är en delmängd med fokus på återanvändningsmöjligheterna

Ecosan erbjuder ett flexibelt ramverk, där centraliserade element kan kombineras med decentraliserade, vattenburna med torr sanitet, högteknologi med lågteknologi, etc. Genom att överväga ett mycket större utbud av alternativ kan optimala och ekonomiska lösningar utvecklas för varje enskild situation. Teknik som används i ekosansystem innehåller ofta - men inte alltid - inslag av källsortering, det vill säga att hålla olika avfallsströmmar åtskilda, eftersom detta kan göra behandlingen och säker återanvändning enklare.

Den vanligaste tekniken som används i ecosan-system är den urinavledande torrtoalett , men ecosan-system kan också använda andra teknologier, såsom vakuumtoaletter i kombination med biogasanläggningar , konstruerade våtmarker , komposttoaletter och så vidare.

Exempel på ekosanprojekt över hela världen finns i en lista som publicerades av GIZ 2012, samt i de fallstudier som publicerats av Sustainable Sanitation Alliance som är inriktade på återanvändningsaktiviteter.

Historia

Ytterligare information: Historia om vattenförsörjning och sanitet

Utsöndring återanvändning i torra sanitetssystem

Återvinning och användning av urin och avföring i "torra sanitetssystem ", dvs utan avlopp eller utan att blanda avsevärda mängder vatten med avföringen, har praktiserats av nästan alla kulturer. Återanvändningen var inte begränsad till jordbruksproduktion. Romarna , till exempel, var medvetna om ammoniakens blekningsegenskaper i urinen och använde den för att bleka kläder .

Många traditionella jordbrukssamhällen erkände värdet av mänskligt avfall för markens bördighet och praktiserade "torr" insamling och återanvändning av exkret . Detta gjorde det möjligt för dem att leva i samhällen där näringsämnen och organiskt material i exkrementer återfördes till jorden. Historiska beskrivningar om dessa metoder är sparsamma, men det är känt att exkretåteranvändning praktiserades i stor utsträckning i Asien (till exempel i Kina, Japan, Vietnam, Kambodja, Korea) men även i Central- och Sydamerika. Det mest kända exemplet på organiserad insamling och användning av mänskligt avföring för att stödja livsmedelsproduktionen är dock Kina. Värdet av " nattjord " som gödningsmedel erkändes med välutvecklade system på plats för att möjliggöra insamling av exkret från städer och transport till fält. Kineserna var medvetna om fördelarna med att använda exkrementer i växtodling för mer än 2500 år sedan, vilket gjorde det möjligt för dem att försörja fler människor med en högre täthet än något annat jordbrukssystem.

I Mexiko samlade den aztekiska kulturen in mänskligt exkret för jordbruksbruk. Ett exempel på denna praxis har dokumenterats för den aztekiska staden Tenochtitlan som grundades 1325 och var en av de sista städerna i det förspanska Mexiko (erövrade 1521 av spanjorerna): Befolkningen placerade sopningarna i speciella båtar förtöjda vid hamnar runt staden. Blandningar av sotning och exkret användes för att gödsla chinampas (jordbruksfält) eller för att stärka stränderna som gränsar till sjön. Urin samlades upp i behållare i alla hus, blandades sedan med lera och användes som tygfärg. Aztekerna insåg vikten av att återvinna näringsämnen och föreningar som finns i avloppsvatten.

I Peru hade inkafolket en hög aktning för exkreta som gödningsmedel, som lagrades, torkades och pulveriserades för att användas vid plantering av majs.

Under medeltiden var användningen av exkrementer och gråvatten i jordbruksproduktionen normen. Europeiska städer urbaniserades snabbt och sanitet blev ett allt allvarligare problem, samtidigt som städerna själva blev en allt viktigare källa till jordbruksnäringsämnen. Bruket att direkt använda näringsämnena i exkrementer och avloppsvatten för jordbruk fortsatte därför i Europa in i mitten av 1800-talet. Bönder, som insåg värdet av exkrementer, var ivriga att få dessa gödselmedel att öka produktionen och stadshygienen gynnades. Denna praxis kallades också för gongbonde i England men innebar många hälsorisker för dem som var involverade i transport av avföring och fekalt slam .

Förutom direkt användning bearbetades avföring även för att producera rena kemikalier. Med hjälp av nitrater och nitrebäddar extraherar man kvävet i det som kaliumnitrat (KNO 3 ), en nyckelingrediens i krut . KNO 3 var också ansvarig för upptäckten av salpetersyra på 1600-talet.

Traditionella former av sanitet och återanvändning av exkrementer har fortsatt i olika delar av världen i århundraden och var fortfarande vanligt förekommande vid tillkomsten av den industriella revolutionen. Även när världen blev allt mer urbaniserad, användes näringsämnena i exkrementer som samlats in från urbana sanitetssystem utan att blandas med vatten fortfarande i många samhällen som en resurs för att upprätthålla markens bördighet, trots stigande befolkningstätheter.

Nedgång i återvinningen av näringsämnen från mänskligt exkret i torra system

Återvinning av näringsämnen från avföring i icke-kloakerade sanitetssystem åtgärdade sanitetsproblemen i bosättningar i Europa och på andra håll och bidrog till att säkra jordbrukets produktivitet. Praxis blev dock inte det dominerande tillvägagångssättet för urban sanitet under 1900-talet och ersattes gradvis med avloppsbaserade sanitetssystem utan näringsåtervinning (bortsett från jordbrukets återanvändning av avloppsslam i vissa fall) – åtminstone för städer som har råd med Det.

Det var fyra huvudsakliga drivande faktorer som ledde till att återvinningen och användningen av exkrementer och gråvatten från europeiska städer försvann på 1800-talet:

  • Tillväxt av tätorter och ökande avstånd till jordbruksmarker.
  • Ökad vattenförbrukning och användning av spoltoalett: Vattenspolning ökade mängden avloppsvatten kraftigt, samtidigt som näringsämnena späddes ut, vilket gjorde det praktiskt taget omöjligt för dem att återvinnas och återanvändas som tidigare.
  • Produktion av billiga syntetiska gödselmedel, göra alla ansträngningar för att återvinna och återanvända näringsämnen och organiskt material från de stora volymerna av avloppsvatten föråldrat.
  • Politiska ingripanden som en konsekvens av det upplevda behovet av en förändring när det gäller hur man hanterar luktämnen: Fram till slutet av artonhundratalet var den dominerande teorin om sjukdomsspridning miasma- teorin . Denna teori menade att allt som luktade måste bli av med eftersom inandning av dålig lukt ansågs leda till sjukdom.

Användningen av (luktande) djurgödsel i jordbruket har fortsatt fram till denna dag, förmodligen för att lukten av gödsel inte ansågs bidra till människors sjukdomar.

Återvinningen av näringsämnen från avloppsvatten fortsätter fortfarande i två former:

  • Återanvändning av avloppsvatten eller resursåtervinning : Användning av rått, behandlat eller delvis behandlat avloppsvatten för bevattning inom jordbruket (med tillhörande hälsorisker om det görs på ett felaktigt sätt, vilket ofta är fallet i utvecklingsländer); och
  • Applicering av avloppsslam på jordbruksmarker som inte är utan kontroverser i många industriländer på grund av riskerna för att förorena marken med tungmetaller och mikroföroreningar om den inte hanteras på rätt sätt (se biosolids ).

Forskning från 1990-talet och framåt

Sida finansierade "SanRes FoU- programmet" under 1993 till 2001 som lade grunden för det efterföljande "EcoSanRes-programmet" som genomfördes av Stockholm Environment Institute (2002–2011). En publikation av Sida kallad "Ecological sanitation" 1998 sammanställde den kunskap som hittills genererats om ecosan i en populär bok som gavs ut som en andra upplaga 2004. Boken har även översatts till kinesiska, franska och spanska.

Det tyska statliga företaget GIZ hade också ett stort "ecosan-program" från 2001 till 2012. Medan termen "ecosan" föredrogs i de inledande stadierna av detta program, ersattes den från 2007 och framåt mer och mer av den bredare termen "hållbar sanitet" . ". Faktum är att Sustainable Sanitation Alliance grundades 2007 i ett försök att bredda ecosan-konceptet och för att samla olika aktörer under ett paraply.

Forskning om hur man kan göra återanvändning av urin och avföring säker i jordbruket har utförts av svenska forskare, till exempel Håkan Jönsson och hans team, vars publikation om "Riktlinjer för användning av urin och avföring i växtodling" var en milstolpe som senare blev en milstolpe. införlivats i WHO:s riktlinjer för säker återanvändning av avloppsvatten, exkreta och gråvatten från 2006. Konceptet med flera barriärer för återanvändning, som är den centrala hörnstenen i denna publikation, har lett till en tydlig förståelse för hur återanvändning av exkret kan göras på ett säkert sätt.

Workshops och konferenser

Inledningsvis fanns det dedikerade "ecosan-konferenser" för att presentera och diskutera forskning om ecosan-projekt:

  • En första workshop om ekologisk sanitet hölls i Balingsholm, Sverige 1997, där alla då etablerade ekosanexperter, såsom Håkan Jönsson, Peter Morgan (vinnare av Stockholm Water Prize 2013), Ron Sawyer, George Anna Clark och Gunder Edström deltog. .
  • Workshop i Mexiko 1999 med titeln "Closing the Loop - Ecological sanitation for food security"
  • Ecosan-konferens i Bonn, Tyskland 2000
  • Första internationella ekosankonferens i Nanning, Kina 2001
  • Andra ekosankonferensen i Lübeck Tyskland 2003
  • Tredje ecosan-konferensen i Durban, Sydafrika 2005
  • Ecosan-konferensen i Fortaleza, Brasilien kallades "International Conference on Sustainable Sanitation - Water and Food Security for Latin America" ​​2007

Sedan dess har ecosan-temat integrerats i andra WASH- konferenser och separata stora ecosan-konferenser har inte längre anordnats.

Tvister mellan experter

Under 1990-talet, när termen ecosan var något nytt, var diskussionerna heta och konfronterande. [ citat behövs ] Anhängare av ecosan hävdade hörnet på inneslutning, behandling och återanvändning. Förespråkarna för konventionella sanitetssystem på andra sidan försvarade groplatriner och vattenburna avloppssystem . Ecosan-anhängare kritiserade konventionell sanitet för att förorena vattendrag med näringsämnen och patogener. Sedan omkring 2007 har de två motsatta sidorna sakta hittat sätt att hantera varandra, och bildandet av Sustainable Sanitation Alliance det året har ytterligare bidragit till att ge ett utrymme för alla sanitetsaktörer att mötas och driva i samma riktning av hållbart. sanering. [ citat behövs ]

Exempel

  • Sverige är ledande i Europa när det gäller att omsätta ecosan i praktiken i större skala. Till exempel Tanums kommun i Sverige infört urinseparationstoaletter på grund av deras mycket steniga och utmanande terräng initialt, och senare även för att återvinna fosfor.
  • Sverige har också gjort det möjligt under 2013 att certifiera säkert och sanerat svartvatten (urin och mänskliga avföring) från svartvattensystem och för vidare användning som erkänt gödningsmedel. Sådana svartvattensystem kan vara vakuumtoaletter eller septiktankar. Kriterierna för certifieringen har tagits fram av Institutet för lantbruks- och miljöteknik och kan bana väg för lantbrukare att använda mänskligt avfall för jordbruksproduktion. Lantbrukarnas Riksförbund har varit aktiva i denna utveckling. Vidare har Naturvårdsverket i sitt senaste förslag 2014 nedgraderat hygienrisken förknippad med urin.
  • Stockholm Environment Institute (SEI) drev ett stort världsomspännande ekosanforskningsprogram kallat "Ecosanres" från 2001 till 2011. Ett av pilotprojekten för "dry ecosan" (dvs. med användning av torrtoaletter) i detta program var en storskalig implementering av UDDT i flera -våningsbyggnader tillsammans med andra tekniker för att möjliggöra resursåtervinning från exkret. Detta projekt kallades Erdos Eco-Town Project i en stad som heter Erdos i den autonoma regionen Inre Mongoliet i Kina. Det var ett samarbete mellan Dongsheng-distriktets regering i Erdos och Stockholm Environment Institute och syftade till att spara vatten och tillhandahålla sanitetstjänster i detta torkadrabbade och snabbt urbaniserade område i norra Kina. Av olika tekniska, sociala och institutionella skäl togs UDDTs bort efter bara några år och projektet lyckades inte leverera när det gäller återvinning av näringsämnen. Detta projekt är nu väldokumenterat och har ökat mer medvetenhet om utmaningarna och nackdelarna med "urban ecosan".
  • Rich Earth Institute i Brattleboro , Vermont, USA, är en icke-statlig organisation som ägnar sig åt att återvinna mänsklig urin som gödningsmedel. De har etablerat det enda programmet för återvinning av urinnäringsämnen i samhällsskala i USA och forskar och utvecklar behandlingsteknologier för att optimera användningen av urin som gödningsmedel.
  • SOIL i Haiti byggde vad de kallar "ecosan toilets" (UDDTs) som en del av nödhjälpsarbetet efter jordbävningen i Haiti 2010 . Mer än 20 000 haitier använder för närvarande SOIL ekologiska sanitetstoaletter och SOIL har producerat över 400 000 liter kompost som ett resultat. Komposten används för jordbruks- och återplanteringsprojekt . SOILs komposteringsprocess är effektiv för att inaktivera Ascaris- ägg – en indikator för helmintägg i allmänhet – i avföringen som samlas upp från torrtoaletterna inom 16 veckor. De komposterings- och övervakningsmetoder som SOIL använder i Haiti kan fungera som exempel för andra internationella miljöer.
  • Sanitation First , en icke-statlig organisation i Storbritannien bygger ekosananläggningar (UDDT) i olika delar av utvecklingsvärlden. De arbetar huvudsakligen i Tamil Nadu (Indien), där Tamil Nadu delstatsregering ger subventioner för deras arbete. De har också byggt ecosan i andra delar av Indiens landsbygd , Kenya och Sierra Leone . Enligt deras hemsida använder 58 000 människor världen över sina ekosana toaletter 2021.
  • Den icke-statliga organisationen CREPA som var verksam i den fransktalande regionen Västafrika (numera kallad WSA – Water and Sanitation in Africa) var mycket aktiv i främjandet av ekosan från 2002 till 2010 med ett starkt fokus på UDDT i kombination med återanvändning inom jordbruket, särskilt i Burkina Faso .

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Ecological_sanitation&oldid=1136312976 "