آب خاکستری‌ کمک به ورشکستگی آبی

محمدرضا حیدری*

امروزه حفظ منابع آبی جزء اولویت‌های بسیاری از کشورهای توسعه‌یافته است. افزایش جمعیت، گسترش صنایع و کشاورزی و در عین حال نگرانی از محدودیت منابع آبی، تبدیل به یکی از دغدغه‌های مهم بخشی از جوامع بشری و برخی دولت‌ها شده است. این نگرانی‌ها می‌تواند به‌طور ویژه‌تری در کشورهایی همچون ایران که در مناطق خشک و نیمه‌خشک کره زمین واقع شده‌اند و از ورشکستگی آبی (استفاده بیش از اندازه از منابع آب سطحی و زیرزمینی) رنج می‌برند، عمیق‌تر و جدی‌تر باشد. در این میان، تأمین آب مورد نیاز خانگی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. «آب خاکستری» می‌تواند به‌عنوان یکی از راهکارهای نسبتا جدید در کاهش بخشی از این نگرانی‌های آبی-محیط‌زیستی و کم‌کردن فشار بر منابع آبی کشور مرکز توجه قرار گیرد.

آب خاکستری؛ آب فاضلاب منهای خروجی توالت‌ها

آب را می‌توان به سه دسته «آب پاک»، «آب خاکستری» و «آب سیاه» تقسیم‌ کرد. آب پاک همان آبی است که به صورت آب شیرین و قابل شرب در اختیار مصرف‌کنندگان خانگی قرار می‌گیرد. آب سیاه که نام دیگر آن فاضلاب است، به آن دسته از آب‌هایی گفته می‌شود که در شبکه‌های جمع‌آوری فاضلاب جاری بوده و برای استفاده مجدد برای مصارف مختلفی از‌جمله آبیاری محصولات کشاورزی نیازمند تصفیه فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی در تصفیه‌خانه‌های فاضلاب شهری و روستایی است. آب خاکستری که موضوع این مقاله است، در حقیقت بخشی از آب سیاه است که آب خروجی از توالت‌ها را شامل نشود. آب خروجی توالت‌ها حاوی مقادیر زیادی پاتوژن بوده که عامل بیماری‌های حاد است و می‌تواند آب خاکستری را به آب سیاه یا فاضلاب تبدیل کند. هرچند احتمال وجود مقدار بسیار کمی از پاتوژن‌ها در آب خاکستری به‌عنوان مثال آب خروجی از حمام‌ها، می‌تواند بیماری‌زا باشد که اهمیت نظارت بر سیستم‌های مرتبط با تصفیه آب خاکستری را نشان می‌دهد.

آب باران و آب‌های خروجی از حمام، آشپزخانه و لباسشویی را می‌توان آب خاکستری در نظر گرفت. هرچند برخی کارشناسان بر این باورند که آب خروجی از آشپزخانه‌ها را که تنها پنج درصد از آب خاکستری تولیدی در خانه را شامل می‌شود و حاوی مواد شوینده، روغن و پسماندهای غذایی است، باید از دیگر آب‌های خاکستری جدا کرد.

آب خاکستری به چه دردی می‌خورد؟

آب‌های خاکستری تولیدشده در یک ساختمان را می‌توان جمع‌آوری و در همان محل تصفیه و نهایتا برای مصارفی همچون آبیاری گیاهان و باغچه‌ها و همچنین فلش‌تانک‌های سرویس بهداشتی مورد استفاده مجدد قرار داد. آب خاکستری همچنین می‌تواند بخش مهمی از میزان آب مورد نیاز کارواش‌ها، قالی‌شویی‌ها، سنگ‌بری‌ها، پارک‌ها و صنایعی همچون ساختمان‌سازی را تأمین کند. آب خاکستری حتی می‌تواند تأمین‌کننده بخشی از آب مورد نیاز طبیعت هم باشد.

۹ میلیون تن گاز گلخانه‌ای در یک سال؛ ناشی از تصفیه فاضلاب‌های ایران

در‌‌حال‌حاضر در بسیاری از کشورها آب خاکستری با آب سیاه خروجی از سرویس‌های بهداشتی مخلوط و وارد شبکه‌های جمع‌آوری فاضلاب و در نهایت تصفیه‌خانه‌های فاضلاب می‌شود که خود باعث بالارفتن هزینه‌های جمع‌آوری فاضلاب و تصفیه آن می‌شود. جداسازی آب خاکستری و استفاده مجدد از آن در محل تولید، علاوه بر کاهش هزینه‌های جمع‌آوری و تصفیه فاضلاب و تأمین بخش مهمی از نیازهای آبی مصرف‌کنندگان خانگی، می‌تواند فواید و تأثیرات مثبت مستقیم و غیر‌مستقیمی بر محیط زیست داشته باشد. برای مثال، با کاهش حجم فاضلاب ورودی به شبکه‌های جمع‌آوری فاضلاب، مقدار نشت احتمالی از این شبکه‌ها کاهش یافته و در نتیجه اثرات مخرب محیط‌زیستی ناشی از نشت فاضلاب هم می‌تواند کاهش یابد. علاوه بر آن تصفیه فاضلاب در تصفیه‌خانه‌ها مستلزم استفاده از مواد شیمیایی و مصرف مقادیر زیادی سوخت‌های فسیلی برای تأمین انرژی مورد نیاز عملیات تصفیه است که هر‌کدام اثرات و آلایندگی‌های متفاوتی خواهند داشت. میزان تولید گازهای گلخانه‌ای ناشی از تصفیه فاضلاب در کشوری مانند یونان با جمعیت ۱۰میلیون نفر، حدودا معادل ۹۰۰‌هزار تن دی‌اکسیدکربن در سال است. این عدد برای ایران حدود ۹میلیون تن در سال تخمین زده می‌شود. جداسازی آب خاکستری از آب سیاه باعث کاهش فاضلاب ورودی به تصفیه‌خانه‌ها خواهد شد.

بارش سالانه ایران ۷۰ درصد کمتر از میانگین جهانی

اهمیت پرداختن به آب خاکستری از آن جهت است که در شرایط آبی ایران و فشار بیش از اندازه بر منابع آبی کشور، آب خاکستری می‌تواند منبعی شایان اتکا برای تأمین بخشی از نیازهای آبی روزمره شهروندان باشد. میانگین بارش باران سالانه در ایران حدودا ۲۵۰ میلی‌لیتر است که ۷۰ درصد کمتر از میانگین بارش جهانی است. افزون بر این، بیش از ۹۵ درصد مساحت خاک ایران، میانگین بارش سالانه‌ای کمتر از ۲۵۰‌میلی‌لیتر در سال را تجربه می‌کند. این در حالی است که با توجه به تغییرات اقلیمی و رخدادهای طبیعی، انتظار می‌رود در سال‌های آینده همین مقدار هم با تغییراتی مواجه شده و نهایتا در بسیاری از مناطق کشور شاهد «کاهش بیشتر منابع آبی در دسترس» باشیم. از سوی دیگر، افزایش جمعیت و تأمین آب مورد نیاز شهروندان بیشتر از همیشه مشکلاتی به همراه خواهد آورد. سرانه آب شرب ایران در‌حال‌حاضر کمتر از دو هزار مترمکعب در سال است که در محدوده تنش آبی قرار می‌گیرد. پیش‌‌بینی می‌شود این سرانه در 10 سال آینده به کمتر از هزار مترمکعب (با فرض افزایش تنها ۱۵ میلیونی جمعیت) برسد. در این شرایط، آب خاکستری نیز می‌تواند به‌عنوان یکی از راهکارهای جایگزین مورد توجه ویژه قرار گیرد.

شهر تهران سالانه چهار برابر حجم سد کرج آب خاکستری تولید می‌کند

میانگین سرانه مصرف آب در ایران حدودا ۲۵۰ تا ۳۰۰ لیتر در روز تخمین زده شده است که تقریبا ۵۰ درصد آن را آب خاکستری تشکیل می‌دهد. این عدد در ساختمان‌های اداری به بالای ۷۰ درصد هم می‌رسد. این مقدار آب خاکستری می‌تواند تأمین‌کننده بخش مهمی از نیازهای روزمره آبی خانه‌ها و مراکز اداری-تجاری باشد. میزان آب خاکستری تولیدی در شهر تهران در سال معادل سه تا چهار برابر حجم مخزن سد کرج است. در مقایسه‌ای دیگر می‌توان به میزان آب خاکستری سالانه تولیدی در استان‌های اصفهان، یزد و کرمان اشاره کرد که تقریبا معادل نصف میزان آب انتقالی سالانه پیش‌بینی‌شده در طرح انتقال آب از چهارمحال‌وبختیاری به مرکز فلات ایران در قالب طرح بهشت‌آباد است. این در حالی است که انتقال آب از استانی به استان‌های دیگر همراه با صرف هزینه‌های گزاف از‌جمله هزینه‌های احداث تونل‌های طولانی در اعماق زمین بوده و همچنین می‌تواند مشکلات اجتماعی و زیست‌محیطی احتمالی را در حال و آینده به وجود آورد؛ در‌حالی‌که استفاده از منابع آب خاکستری موجود در همان استان‌های مقصد می‌تواند جایگزین بخش مهمی از نیازهای آبی باشد.

مقایسه میزان «منابع آب تجدیدپذیر ایران» و دیگر کشورها، نشان دیگری از ضرورت توجه به انواع روش‌های تأمین آب از‌جمله استفاده از آب خاکستری است. طبق آمار اخیر سازمان غذا و کشاورزی ملل متحد (فائو)، ایران از لحاظ منابع تجدیدپذیر آبی در میان ۱۷۱ کشور، رتبه پنجاه‌و‌هشتم را دارد. شاخص سرانه این عدد برای ایران حدود پنج درصد و برای آمریکا ۲۰ درصد تخمین زده شده است. سرانه منابع تجدیدپذیر آبی در کشورهای افغانستان و عراق تقریبا مشابه ایران و در کشور عربستان حدودا پنج درصد ایران است. در کنار استفاده از آب خاکستری، طرح‌های دیگری همچون اصلاح الگوی مصرف، نوسازی و مرمت شبکه انتقال آب که در‌حال‌حاضر عامل مهمی در هدر‌رفت میزان درخور توجهی از آب شرب کشور هستند،  حیاتی است.

رتبه ایران در تأمین آب آشامیدنی سالم پایین‌تر از افغانستان، عراق و عربستان

جداسازی آب خاکستری از آب سیاه و استفاده مجدد از آن نیز می‌تواند به‌طور مستقیم یا غیر‌مستقیم باعث افزایش دسترسی ساکنان شهرها و روستاها به آب باکیفیت و بهداشتی شود. همین امر از مؤلفه‌های ۱۷گانه توسعه پایدار سازمان ملل متحد به شمار می‌آید. طبق دسته‌بندی صورت‌گرفته از سوی دانشگاه ییل، در شاخص تأمین آب آشامیدنی و بهداشت (Sanitation & Drinking Water Index) که مبنایی برای مقایسه کشورها در حوزه حفظ سلامت عمومی در قبال مخاطرات محیط‌زیستی است، ایران در بین ۱۷۹ کشور در رتبه هفتادم و پایین‌تر از کشورهایی همچون اوکراین و آلبانی و بالاتر از ترینیداد و توباگو، الجزیره و مکزیک قرار دارد. در مقام قیاس، رتبه دیگر کشورها از‌جمله پاکستان ۱۴۴، هندوستان ۱۳۹، افغانستان ۱۲۷، جمهوری آذربایجان ۹۷، عراق ۸۴، ترکیه ۷۵، عربستان ۵۵، چین ۵۴، امارات ۴۰، کره‌جنوبی ۲۳ و ژاپن ۱۷ بوده و کشورهایی همچون فنلاند، ایسلند، نروژ، انگلستان و هلند رتبه اول را به خود  اختصاص داده‌اند.

جداسازی آب خاکستری از آب فاضلاب چه سودی دارد؟

همان‌طور که در بالا هم اشاره شد، جداسازی آب خاکستری از آب سیاه باعث «کاهش حجم تولیدی آب سیاه» می‌شود و این می‌تواند در نقاطی از کشور که دسترسی مناسب به سیستم‌های جمع‌آوری فاضلاب شهری و روستایی ندارند، گامی در جهت افزایش بهداشت و سلامت تلقی شود. همچنین کمتر‌شدن حجم تولیدی فاضلاب به دلیل جداسازی آب خاکستری از آب سیاه می‌تواند منجر به صرفه‌جویی در هزینه‌های تصفیه فاضلاب شود که همین صرفه‌جویی می‌تواند به‌عنوان منبع مالی جدید برای سرمایه‌گذاری‌های تازه به‌منظور افزایش کیفیت آب شرب باشد.

تصفیه آب خاکستری چند دلار آب می‌خورد؟

شاید یکی از سؤال‌های مهمی که در این مقاله باید به آن پاسخ داده شود، آن است که هزینه‌های ناشی از نصب و نگهداری سیستم‌های تصفیه در محل چقدر است؟ برای پاسخ‌دادن به این سؤال نیازمند پژوهشی میدانی هستیم؛ اما در مطالعه‌ای که در کشور عمان و شهر مسقط صورت گرفته است، هزینه خرید و نصب سیستم تصفیه خانگی آب خاکستری معادل ۹۸۰ دلار آمریکا و هزینه نگهداری سالانه آن معادل ۷۸ دلار برآورد شده است. 

هرچند در نگاه اول ممکن است گران و پرهزینه به نظر آید، ولی در مقایسه با مبلغ صرفه‌جویی سالانه، قابل توجیه است. صرفه‌جویی‌ ناشی از استفاده از سیستم‌های تصفیه آب خاکستری، باعث کاهش نیاز به خرید آب از شبکه توزیع آب شرب و سالانه معادل ۵۷۰ دلار برآورد شده است. این یعنی بعد از دو سال هزینه ابتدایی (۹۸۰ دلار) با میزان صرفه‌جویی در مبلغ فیش آب مصرف‌کنندگان  جبران می‌شود. آب خاکستری در کشورهای توسعه‌یافته مورد توجه جدی کارشناسان و مدیران قرار گرفته است. در استرالیا استفاده مجدد از آب خاکستری و جداسازی آن از مخلوط‌شدن با آب سیاه، در نهایت ۳۰ تا ۵۰ درصد صرفه‌جویی میزان مصرف آب را در ساختمان‌های مسکونی و اداری به همراه داشته است.

کیفیت آب بازیافتی از آب خاکستری چطور تأمین می‌شود؟

اطمینان از کیفیت آب بازیافت‌شده از آب خاکستری یکی دیگر از دغدغه‌های مصرف‌کنندگان و عموم جامعه است. حقیقت این است که همه آب‌هایی که ما استفاده می‌کنیم، به نوعی آب‌های بازیافت‌شده یا تصفیه‌شده هستند. حتی آب باران هم باید در تصفیه‌خانه‌ها آماده انتقال به مصرف‌کنندگان خانگی شود. امروزه ترکیبی از روش‌های طبیعی (مثلا فیلترهای طبیعی) و تکنولوژی‌های جدید (مثلا سیستم‌های پیشرفته تصفیه آب، فیلترهای ساخت بشر و گندزدایی فرابنفش) در سیستم‌های تصفیه آب خاکستری مورد استفاده قرار می‌گیرد تا درجه کیفی آب تصفیه‌شده را در سطح استانداردهای تعیین‌شده نگه دارد؛ فیلترهایی که هزاران بار باریک‌تر از مو هستند، می‌توانند مولکول‌های آب را از خود عبور داده و جلوی ویروس‌ها و باکتری‌هایی را که بزرگ‌تر از مولکول آب و حفره‌های فیلتر هستند، بگیرند. تدوین استانداردهای دقیق متناسب با استفاده مجدد از آب خاکستری و آگاهی‌بخشی مصرف‌کنندگان می‌تواند اطمینان مصرف‌کنندگان را به ارمغان آورد.

قوانین تصفیه آب خاکستری

استفاده ایمن از آب خاکستری نیازمند وضع قوانین مناسب است. بیشتر دستورالعمل‌های موجود برای آب خاکستری حتی در برخی از کشورهای توسعه‌یافته همان دستورالعمل‌های تصفیه آب سیاه یا فاضلاب هستند. دستورالعمل ارائه‌شده از سوی سازمان بهداشت جهانی (WHO, 2006) برای استفاده مجدد از آب خاکستری، تقریبا همان دستورالعمل‌های تصفیه آب بازیافتی  (Reclaimed municipal wastewater) است. هرچند تجربه تدوین دستورالعمل‌های تصفیه فاضلاب می‌تواند برای تدوین دستورالعمل‌های جدید برای تصفیه آب خاکستری استفاده شود، بنا بر تفاوت‌های ماهوی آب خاکستری و آب سیاه، هر‌کدام باید دستورالعمل‌های مخصوص به خود را داشته باشند. برای مثال آب خاکستری در کنار قوانین یکپارچه در سطح ملی، نیازمند قوانین مختص محلی نیز هست. قوانین مشخصی برای کم‌کردن حداقل تماس ساکنان خانه با آب خاکستری جمع‌آوری‌شده قبل از تصفیه یا سیستم‌های تصفیه خانگی مورد نیاز است. قوانین و دستورالعمل‌های مرتبط با نصب سیستم‌های تصفیه آب خاکستری خانگی و بازدیدهای دوره‌ای از آنها از موارد بسیار مهم برای حفظ بهداشت محیط است که باید در تدوین دستورالعمل‌های نظارتی به آن توجهی ویژه شود. یکی از قوانین مورد استفاده برای تصفیه آب خاکستری، قانون آی‌پی‌سی،International Plumbing Code (IPC)، است که توسط نهاد آی‌سی‌سی، ‌International Code Council (ICC)، واقع در واشنگتن‌‌دی‌سی معرفی شده است. این قانون که مجموعه‌ای از دستورالعمل‌ها برای طراحی، نصب و بازرسی دوره‌ای سیستم‌های تصفیه آب خاکستری است، مبنایی برای تدوین قوانین مرتبط با تصفیه آب خاکستری در دیگر کشورها بوده است.

آب خاکستری در ایران نه‌تنها می‌تواند بخش مهمی از نیازهای آب شرب شهری و روستایی را برطرف کند، بلکه آثار محیط‌زیستی مثبتی را هم به ارمغان خواهد آورد. هرچند تدوین قوانین مناسب، وجود سیاست‌های تشویقی و آگاهی‌بخشی‌های اجتماعی شرط لازم برای به‌ثمره‌نشستن استفاده از آب خاکستری است، اما حکمرانی آبی مناسب نیازمند یک نگاه ملی، فراگیر و همه‌جانبه است. در کنار توجه به تأمین آب شرب مصرف‌کنندگان شهری و روستایی، توجه ویژه به صنعت و بخش کشاورزی به‌عنوان اصلی‌ترین مصرف‌کنندگان منابع آبی کشور، لازم و ضروری است.

*پژوهشگر حوزه محیط زیست دانشگاه میشیگان