Экологическая санитария , обычно сокращенно называемая экосан (также пишется как эко-сан или ЭкоСан ), представляет собой подход к обеспечению санитарии , направленный на безопасное повторное использование экскрементов в сельском хозяйстве . [1] Это подход, а не технология или устройство, которое характеризуется желанием «замкнуть цикл», в основном для питательных веществ и органических веществ между санитарией и сельским хозяйством безопасным способом. Одна из целей — минимизировать использование невозобновляемых ресурсов . При правильном проектировании и эксплуатации системы экосан представляют собой гигиенически безопасную систему для преобразования человеческих экскрементов в питательные вещества, которые возвращаются в почву, и воду, которая возвращается в землю. Экосан также называют ресурсоориентированной санитарией.
Определение термина «экосан» в прошлом менялось. В 2012 году шведские эксперты сформулировали общепринятое определение термина «экосан»: «Экологические системы санитарии — это системы, которые позволяют безопасно перерабатывать питательные вещества в сельскохозяйственную продукцию таким образом, что использование невозобновляемых ресурсов сводится к минимуму. Эти системы имеют большой потенциал стать устойчивыми системами санитарии, если техническими, институциональными, социальными и экономическими аспектами управлять надлежащим образом». [2]
До 2012 года ecosan часто ассоциировался с отведением мочи и, в частности, с сухими туалетами с отведением мочи (UDDTs) , типом сухого туалета . По этой причине термин «туалет ecosan» широко используется, когда люди имеют в виду UDDT. [3] Однако концепция ecosan не должна ограничиваться одним конкретным типом туалета. Кроме того, UDDTs могут использоваться без каких-либо действий по повторному использованию, и в этом случае они не соответствуют концепции ecosan (примером являются 80 000 UDDTs, реализованных муниципалитетом eThekwini около Дурбана, Южная Африка). [4]
Термин «экосан» был впервые использован в 1995 году, а первый проект был запущен в 1996 году в Эфиопии НПО Sudea. Трио, доктор Торстен Модиг, Университет Умео, Алмаз Террефе, руководитель группы, и Гундер Эдстрём, эксперт по гигиене, выбрали район в густонаселенной городской местности в качестве отправной точки. Они использовали сухие туалеты с отводом мочи (UDDT) в сочетании с мероприятиями по повторному использованию. [ необходима цитата ]
В концепции ecosan человеческие экскременты и сточные воды рассматриваются как потенциальный ресурс – поэтому ее также называют «ресурсно-ориентированной санитарией». Термин «продуктивная санитария» также используется примерно с 2006 года. [ необходима цитата ]
Определение ecosan фокусируется на аспектах здоровья, окружающей среды и ресурсов устойчивой санитарии . Таким образом, ecosan не является, по сути, устойчивой санитарией, но системы ecosan могут быть реализованы устойчивым образом и имеют большой потенциал для устойчивой санитарии, если технические, институциональные, социальные и экономические аспекты будут надлежащим образом учтены. Системы Ecosan могут быть «неустойчивыми», например, если слишком мало пользователей их принимают или если стоимость системы слишком высока для данной целевой группы пользователей, что делает систему финансово неустойчивой в долгосрочной перспективе. [ необходима цитата ]
Основными целями экологической санитарии являются снижение рисков для здоровья, связанных с санитарией, загрязненной водой и отходами; предотвращение загрязнения грунтовых и поверхностных вод ; а также повторное использование питательных веществ или энергии, содержащихся в отходах. [1]
Утверждение в определении ecosan «безопасно перерабатывать» включает гигиенические, микробные и химические аспекты. Таким образом, переработанный продукт человеческих экскрементов, в твердой или жидкой форме, должен быть высокого качества как в отношении патогенов, так и всех видов опасных химических компонентов. Утверждение «использование невозобновляемых ресурсов сведено к минимуму» означает, что прирост ресурсов за счет переработки должен быть больше, чем стоимость ресурсов за счет переработки. [ необходима цитата ]
Ecosan основан на общей концепции материальных потоков как части экологически и экономически устойчивой системы управления сточными водами, адаптированной к потребностям пользователей и соответствующим местным условиям. Он не отдает предпочтение какой-либо конкретной технологии санитарии, а скорее является определенной философией обращения с веществами, которые до сих пор рассматривались просто как сточные воды и переносимые водой отходы для утилизации. [1]
Первые сторонники систем экосан уделяли большое внимание повышению производительности сельского хозяйства (путем повторного использования экскрементов в качестве удобрений ) и, таким образом, улучшению состояния питания людей, одновременно обеспечивая их безопасной санитарией. [5] Сокращение заболеваемости должно было быть достигнуто не только за счет снижения инфекций, передающихся фекально-оральным путем, но и за счет снижения недоедания у детей . Эта связь между WASH , питанием, заболеванием, называемым экологической энтеропатией (или тропической энтеропатией ) [6] , а также задержкой роста детей поднялась на вершину повестки дня сектора WASH примерно с 2013 года.
Сельскохозяйственные испытания по всему миру показали измеримые преимущества использования обработанных экскрементов в сельском хозяйстве в качестве удобрения и почвенного кондиционера . Это относится, в частности, к использованию мочи . Испытания повторного использования в Зимбабве показали положительные результаты использования мочи на зеленых листовых растениях, таких как шпинат или кукуруза, а также на фруктовых деревьях. [7] [8] Другое исследование в Финляндии показало, что использование мочи и использование мочи и древесной золы «может производить на 27% и 10% больше биомассы корнеплодов красной свеклы». [9] Во многих исследованиях было доказано, что моча является ценным, относительно простым в обращении удобрением, содержащим азот, фосфор, калий и важные микроэлементы. [10]
Другим аспектом, который пытаются решить системы Ecosan, является возможный предстоящий дефицит фосфора. [11] Фосфор играет важную роль в росте растений, а следовательно, и в производстве удобрений, но является ограниченным минеральным ресурсом. [12] Аналогичная ситуация с калием. Известные запасы минеральных фосфатных пород становятся дефицитными и все более дорогостоящими для извлечения — это также называется « кризисом пикового фосфора ». Один обзор мировых поставок фосфата показал, что если его собрать, фосфат в моче может обеспечить 22% от общего спроса. [13]
Преимущества систем Ecosan включают в себя: [1]
Подход ecosan подвергался критике за чрезмерную сосредоточенность на повторном использовании в сельском хозяйстве, при этом пренебрегая некоторыми другими критериями устойчивой санитарии . Фактически, системы ecosan могут быть «неустойчивыми», например, если слишком мало пользователей их принимают или если стоимость системы слишком высока для данной целевой группы пользователей, что делает систему финансово неустойчивой в долгосрочной перспективе. [ необходима цитата ]
Некоторые сторонники концепции «экосан» подвергались критике за излишнюю догматичность, за чрезмерный акцент на защите ресурсов окружающей среды вместо фокусирования на охране здоровья населения и предоставлении санитарных услуг по очень низкой цене (например, строительство туалетов UDDT , которые некоторые называют «туалетами «экосан», может оказаться более дорогим, чем строительство выгребных ям, даже если в долгосрочной перспективе их обслуживание обходится дешевле). [ необходима цитата ]
Безопасность систем ecosan с точки зрения уничтожения патогенов во время различных процессов обработки является постоянной темой дебатов между сторонниками и противниками систем ecosan. Однако публикация Руководящих принципов ВОЗ по повторному использованию с его концепцией множественных барьеров во многом способствовала созданию общей структуры для безопасного повторного использования. [14] Тем не менее, остается вопрос, можно ли когда-либо масштабировать системы ecosan, чтобы охватить миллионы людей, и как сделать их достаточно безопасными для эксплуатации. Первоначальное волнение в начале 2000-х годов со стороны пионеров ecosan сменилось осознанием того, что изменение отношения и поведения в области санитарии требует большого терпения.
Признание ecosan пришло с присуждением Стокгольмской водной премии в 2013 году Питеру Моргану, пионеру ручных насосов и вентилируемых выгребных ям (VIP) в дополнение к туалетам типа ecosan [7] [15] ( Arborloo , Skyloo [16] и Fossa alterna). Питер Морган известен как один из ведущих создателей и сторонников экологических санитарных решений, которые позволяют безопасно повторно использовать человеческие экскременты для улучшения качества почвы и урожайности. Его туалеты типа ecosan теперь используются в странах по всему миру, сосредоточившись на преобразовании санитарной проблемы в производительный ресурс. [17]
Кроме того, многие из исследовательских проектов в области санитарии, которые Фонд Билла и Мелинды Гейтс финансирует примерно с 2011 года, связаны с восстановлением ресурсов — это вполне может быть наследием концепции «экосан», даже если сам термин «экосан» этими исследователями не используется.
Ecosan предлагает гибкую структуру, в которой централизованные элементы могут быть объединены с децентрализованными, водная санитария с сухой, высокотехнологичные с низкотехнологичными и т. д. Рассматривая гораздо более широкий спектр вариантов, можно разработать оптимальные и экономичные решения для каждой конкретной ситуации. [18] Технологии, используемые в системах ecosan, часто — но не всегда — включают элементы разделения источников, т. е. разделение различных потоков отходов, поскольку это может облегчить обработку и безопасное повторное использование.
Наиболее распространенной технологией, используемой в системах Ecosan, является сухой туалет с отводом мочи , но системы Ecosan могут также использовать и другие технологии, такие как вакуумные туалеты в сочетании с биогазовыми установками , искусственные водно-болотные угодья , компостные туалеты и т. д.
Примеры проектов Ecosan по всему миру можно найти в списке, опубликованном GIZ в 2012 году, а также в тематических исследованиях, опубликованных Альянсом за устойчивую санитарию , которые посвящены деятельности по повторному использованию. [19] [20]
Восстановление и использование мочи и фекалий в «сухих системах санитарии », т. е. без канализации или без смешивания значительного количества воды с экскрементами, практиковалось почти во всех культурах. Повторное использование не ограничивалось сельскохозяйственным производством. Римляне , например, знали об отбеливающем свойстве аммиака в моче и использовали его для отбеливания одежды. [21]
Многие традиционные сельскохозяйственные общества осознали ценность человеческих отходов для плодородия почвы и практиковали «сухой» сбор и повторное использование экскрементов . Это позволило им жить в сообществах, в которых питательные вещества и органические вещества, содержащиеся в экскрементах, возвращались в почву. Исторические описания этих практик скудны, но известно, что повторное использование экскрементов широко практиковалось в Азии (например, в Китае, Японии, Вьетнаме, Камбодже, Корее), а также в Центральной и Южной Америке. Однако наиболее известным примером организованного сбора и использования человеческих экскрементов для поддержки производства продуктов питания является Китай. [22] Ценность « ночной почвы » как удобрения была признана с хорошо развитыми системами, позволяющими собирать экскременты из городов и транспортировать их на поля. Китайцы знали о преимуществах использования экскрементов в растениеводстве более 2500 лет назад, что позволило им содержать больше людей при более высокой плотности, чем любая другая система сельского хозяйства. [21]
В Мексике ацтекская культура собирала человеческие экскременты для сельскохозяйственных нужд. Один из примеров этой практики был задокументирован для ацтекского города Теночтитлан , который был основан в 1325 году и был одним из последних городов доиспанской Мексики (завоеванного в 1521 году испанцами): население помещало подметание в специальные лодки, пришвартованные в доках вокруг города. Смеси подметания и экскрементов использовались для удобрения чинамп (сельскохозяйственных полей) или для укрепления берегов, граничащих с озером. Моча собиралась в контейнеры во всех домах, затем смешивалась с грязью и использовалась в качестве красителя для тканей. Ацтеки осознавали важность переработки питательных веществ и соединений, содержащихся в сточных водах. [23]
В Перу инки высоко ценили экскременты как удобрение, которое хранили, высушивали и измельчали, чтобы использовать при посадке кукурузы. [24]
В Средние века использование экскрементов и серой воды в сельскохозяйственном производстве было нормой. Европейские города быстро урбанизировались, и санитария становилась все более серьезной проблемой, в то время как в то же время сами города становились все более важным источником сельскохозяйственных питательных веществ. Практика непосредственного использования питательных веществ из экскрементов и сточных вод для сельского хозяйства поэтому продолжалась в Европе до середины 19-го века. Фермеры, осознавая ценность экскрементов, стремились получить эти удобрения для увеличения производства, и городская санитария выиграла. [21] Эта практика также называлась гонг-фермером в Англии, но несла много рисков для здоровья для тех, кто был связан с транспортировкой экскрементов и фекального ила .
Помимо прямого использования, экскременты также обрабатывались для получения чистых химикатов. Используя нитраты и нитровые слои, можно извлечь азот в виде нитрата калия (KNO 3 ), ключевого ингредиента пороха . [25] KNO 3 также был ответственен за открытие азотной кислоты в 17 веке. [26]
Традиционные формы санитарии и повторного использования экскрементов продолжались в разных частях мира на протяжении столетий и все еще были обычной практикой на заре промышленной революции. Даже когда мир становился все более урбанизированным, питательные вещества в экскрементах, собранных из городских систем канализации без смешивания с водой, все еще использовались во многих обществах в качестве ресурса для поддержания плодородия почвы, несмотря на рост плотности населения. [21]
Извлечение питательных веществ из экскрементов в неканализованных системах канализации решало проблемы санитарии в поселениях в Европе и других местах и способствовало обеспечению производительности сельского хозяйства. [21] Однако эта практика не стала доминирующим подходом к городской санитарии в 20 веке и постепенно была заменена системами санитарии на основе канализации без извлечения питательных веществ (за исключением повторного использования осадка сточных вод в сельском хозяйстве в некоторых случаях) – по крайней мере, для городов, которые могли себе это позволить.
Было четыре основных фактора, которые привели к прекращению сбора и использования фекалий и серой воды из европейских городов в XIX веке: [21]
Использование (пахучего) навоза в сельском хозяйстве продолжается и по сей день, вероятно, потому, что считалось, что запах навоза не способствует возникновению болезней у людей.
Извлечение питательных веществ из сточных вод по-прежнему продолжается в двух формах:
Шведское агентство международного развития и сотрудничества (Sida) финансировало «Программу исследований и разработок SanRes» в период с 1993 по 2001 год, которая заложила основу для последующей «Программы EcoSanRes», реализованной Стокгольмским институтом окружающей среды (2002–2011). [27] [28] Публикация Sida под названием «Экологическая санитария» в 1998 году собрала накопленные на сегодняшний день знания об ecosan в популярной книге, которая была опубликована вторым изданием в 2004 году. [29] Книга также была переведена на китайский, [30] французский [31] и испанский языки. [32]
Немецкое государственное предприятие GIZ также имело большую «программу экосан» с 2001 по 2012 год. Хотя термин «экосан» был предпочтительным на начальных этапах этой программы, с 2007 года его все больше заменял более широкий термин « устойчивая санитария ». Фактически, Альянс за устойчивую санитарию был основан в 2007 году в попытке расширить концепцию экосан и объединить различных участников под одной крышей.
Исследования того, как сделать повторное использование мочи и фекалий безопасным в сельском хозяйстве, проводились шведскими исследователями, например, Хаканом Йонссоном и его командой, чья публикация «Руководящие принципы использования мочи и фекалий в растениеводстве» [33] стала важной вехой, которая позднее была включена в «Руководящие принципы ВОЗ по безопасному повторному использованию сточных вод, экскрементов и серой воды» от 2006 года. [14] Концепция множественных барьеров для повторного использования, которая является краеугольным камнем этой публикации, привела к четкому пониманию того, как можно безопасно осуществлять повторное использование экскрементов.
Первоначально проводились специальные «экосан-конференции» для представления и обсуждения исследований по экосан-проектам:
С тех пор тема «Экосан» была включена в другие конференции WASH , и отдельные крупные конференции «Экосан» больше не проводились.
В 1990-х годах, когда термин «экосан» был чем-то новым, дискуссии были жаркими и конфронтационными. [ требуется цитата ] Сторонники «экосан» претендовали на лидерство в вопросах сдерживания, обработки и повторного использования. Сторонники традиционных систем санитарии, с другой стороны, защищали выгребные ямы и системы канализации с использованием воды . Сторонники «Экосан» критиковали традиционную санитарию за загрязнение водных путей питательными веществами и патогенами. Примерно с 2007 года две противоборствующие стороны медленно находили способы взаимодействия друг с другом, а формирование Альянса за устойчивую санитарию в том же году еще больше помогло предоставить пространство для встреч всех участников санитарии и продвижения в одном направлении устойчивой санитарии. [ требуется цитата ]
{{cite book}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite book}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )