Использование сточных вод
В 1950 году, меньше чем через два года после того как Израиль объявил о своей независимости, некоторые чиновники начали предлагать использовать сточные воды для орошения сельскохозяйственных культур. Тогда от этой идеи отмахнулись по санитарным и эстетическим соображениям, на главное – разговор начался.
Прошло несколько десятилетий и страна построила целую инфраструктуру обработки сточных вод и их вторичного использования. Более 85% сточных вод в Израиле очищаются и снова идут в дело. В США и Европе в этом направлении только делают первые шаги, но нет никаких сомнений что мире будущего где воды будет не хватать, израильские наработки еще оценят.
Сточные воды – это все что идет в раковину, в сток душа или ванной или в унитаз. Кроме того, дождевая вода, попадая в ливневый сток, становится сточной водой. В идеале сточные воды нужно собирать и избавляться от них таким образом чтобы эта система не смешивалась с системой распределения свежей воды. Лучше конечно очищать сточные воды прежде чем их куда-то выпускать. К сожалению, так делается не всегда.
На протяжении всей своей истории люди жили рядом с теми отходами которые они производили. На протяжении всей своей истории люди от этого болели. В 1854 английский врач Джон Сноу нашел причину эпидемии холеры в трущобном районе Лондона – зараженный колодец. Только тогда все почесали в затылках и подумали что надо был отделать источник питьевой воды от сточных вод. В 1858 лондонские власти начали отводить сточные воды далеко вниз по течению Темзы – чтобы сохранять воду более вверх по течению чистой. В последующие десятилетия за Лондоном последовали другие крупные города, европейские и американские.
После второй мировой войны в Англии и США стали задумываться об идее очищать сточные воды прежде чем их куда-то сливать. Причем тогда об охране окружающей среды никто не задумывался. Все исходили из идеи что эпидемия полио распространяется зараженной водой – так же как эпидемия холеры в 19-ом веке. Хотя причинно-следственной связи между сточными водами и полиомиелитом так и не нашли, к пятидесятым годам системы очистки сточных вод – примитивные по современным стандартам – стали неотъемлемой частью инфраструктуры мегаполисов и больших городов. Несколько десятилетий послевоенного процветания и усиливающаяся роль правительств способствовали распространению этой практики. Сегодня в мире более ста тысяч комбинатов по очистке сточных вод.
На заре своей истории обработка сточных вод включала в себя две стадии. Сначала сточную воду пропускали через серию рам с сетками и на эти сетках оставались крупные куски (вроде гущи из прокисшего супа которую кто-то вылил в унитаз). Потом коричневая и вонючая, но уже без «гущи» вода сливалась в чаны, где гравитация помогала осесть на дно всему что по констистенции было похоже не песок. Этот осадок выгребали из чанов и захоранивали на свалках вместе с прочим мусором. А оставшуюся воду, которую язык не поворачивался назвать чистой, сливали в реку или океан где-нибудь подальше от крупных населенных пунктов и по особой трубе.
Однако скоро поняли что сливание в водоем такой воды приводит к резкому уменьшению кислорода в этом водоеме. Научились запускать в воду особые бактерии которые кушали всю органику оставшуюся после фильтрации и сцеживать эти бактерии на дно резервуара. Однако это вода продолжала попахивать не тем. В семидесятые годы добавили третью стадию – обеззарживание хлоркой, облучением ультрафиолетом или еще каким-нибудь методом. Но по прежнему в этой воде видели мусор от которого надо избавиться и никто не видел в ней возможность.
Поначалу Израиль следовал примеру многих приморских стран – выводил сточные воды по трубе на полмили в море и выливал, в надежде что это все осядет на дне. Так получалось не всегда и иногда эта вода приплывала обратно на израильские же пляжи и портила всю малину туристам и местным отдыхающим. В 1956 году на семь муниципалитетов (Тель-Авив и его пригороды) под общим названием Гуш Дан приходилось треть населения страны и еще больший процент генерируемых сточных вод. Строительство очистного комбината для Гуш Дан было завершено лишь в 1973. Он получил название Шафдан.
* * *
В пяти милях к югу от комбината Шафдан, на глубине 300 футов от песчаными дюнами, сидит резервуар грунтовых вод. Параллельно с тем как строился Шафдан израильские геологи и гидрологи задумывались – а не сможет ли слой мелкого песка над этим водоносоном горизонтом послужить фильтром. Существовал риск что песок не сработает и тогда подземная вода станет непригодной для питья и мытья. Но если сработает – получается возможность очищать огромные объемы воды без химикатов и практически бесплатно. То что на такой эксперимент решилась страна с ограниченными запасами пресной воды – уже удивительно.
Пока инженеры и химики Шафдана проводили эксперименты и предворительные рассчеты, влиятельный чиновник из министерства сельского хозяйства Давид Йогев вышел с идеей что прошедшую две стадии очищения воду с комбината Шафдан можно использовать для полива. Министерство здравоохранения опасалось что если орошать поля и сады и поить скот сомнительного качества водой, люди будут заражаться, травиться и болеть. Не вопрос, сказало министерство сельского хозяйства. Начнем с орошения несъедобных технических культур типа хлопка, а там посмотрим. Министерство защиты окружающей среды представляло свои аргументы. Они боялись что используя прошедшую лишь две стадии очистки воды для своих нужд, кибуцники и мошавники буду сливать эту воду абы куды и абы как и есть опасность что она загрязнит источники питьевой воды. Пока судили, рядили и переписывались, прошел эксперимент с очисткой воды при помощи подземного слоя песка и он оказался успешным. Построили трубопровод из Шафдана в Негев – пятьдесят миль длинной и шесть футов в диаметре. В течении лет эту воду тестировали на орошении разных культур, а потом смотрели что получится. Теперь воду обработанную в Шафдане используют для всего кроме питья. Ави Ахарони, директор программы обработки и вторичного использования сточных вод в компании Мекорот:
Нет ничего необычного в том какой процент сточных вод Израиль обрабатывает, он примерно одинаков во всех развитых стран. Но по вторичному использованию обработанной сточной воды Израиль не знает себе равных.
85% израильских сточных вод после обработки доступны аграриям для орошения. Какая-то часть обработанной воды сливается в реки, но не просто так, а с целью не допустить обмеления конкретного водоема. Ведутся исследования как приспособить прошедшую три стадии обработки воду к тушению лесных пожаров. Обработанные сточные воды представляют из себя треть всей используемой для сельского хозяйства воды и одну пятую всей вообще используемой в стране воды. Испания идет второй после Израиля – там для 25% используемой для нужд сельского хозяйства воды – обработанная сточная вода. А вот в США используют лишь 10% всей очищаемой сточной воды.
Сбор дождевой воды для ее последующего использования – очень проблемное дело. Дождевая вода остается чистой только пока она в воздухе. Каждая капля, упав на землю, растворяет пыль, песок, копоть из выхлопных труб. И даже если бы дождевую воду можно было очищать по умеренной цене – это сам по себе ненадежный источник. В какие-то годы ее может выпасть слишком мало, а в какие-то – так много что негде хранить. Обработанная сточная вода более надежный и предсказуемый источник потому что не зависит от капризов климата и несмотря на всю инфраструктуру требующуюся для обработки и распределения, на круг выходит дешевле.
Израиль продолжает собирать и использовать дождевую воду. Но новые резервуары для сбора дождевой воды не строили с восьмидесятых годов. Однако на это материальной базе, на этих резевуарах и системах распределения в Израиле учатся хранить и распределять очищенную сточную воду. С восьмидесятых годов система хранения и распределения сточной воды становится все разветвленнее и сложнее. Разные очистные сооружения в Израиле производят воду разного качества. По разным трубам ее поставляют в разные резевуары и используют для орошения разных культур или посевных площадей. Десять миллионов (в 2023 году) израильтян каждый день продуцируют примерно одинаковое количество сточной воды. А вот фермерам вода нужна для полива только в определенные сезоны. Разные культуры поливают в разные времена года и вода распределяется по этому графику.
Как в старом анекдоте, научившись очищать, хранить и распределять сточную воду, оставалось сделать главное – уговорить графа Потоцкого, а точнее израильских фермеров. Они боялись что орошение культур сточной, пусть очищенной, водой плохо скажется на качестве продукции и потребители взвоют. В ход пошли финансовые приманки – на каждый галлон отпускаемой государством обычной пресной воды, кибуцники и мошавники стали получать галлон с четвертью воды сточной очищенной. Очищенная сточная вода продавалась со значительной скидкой. И еще со временем им понравилось что в отличии от нормы пресной воды, которая варьировалась от года к году в зависимости от количества выпавших осадков, норма очищенной сточной воды была заранее известна и не менялась. По словам Танива Ройфи, чиновника в министерстве сельского хозяйства «Очищенная сточная вода такого отличного качества и так экономит фермерам средства, что они все время просят повысить размер своего водяного пайка».
В деле сбора сточной воды Израиль парадоксальным образом стал жертвой собственного успеха в обучении населения воду беречь. Сложилась ситуация когда уменьшается количество сточных вод для обработки, хотя население растет. Израиль – это первая страна где законом было введено использование унитазов с двумя режимами смыва. За честь этого изобретения спорят Израиль и Япония. С 1973 компания Плассун из кибуца Мааган Михаэль производила унитазы, а в восьмидесятые купила патент на два режима смыва у одного профессора из университета им. Бен Гуриона в Беер Шеве. Бывший глава Плассун Шауль Ашкенази рассказывает почему было легко уговорить правительство ввести обязательное использование унитазов с двумя режимами смыва. «Примерно 35% используемой домохозяйством воды – это вода которая спускается в унитаз. Используя меньший режим для спускания жидких отходов каждое домохозяйство количество используемой воды вполовину на большей части раз когда нужно что-то спустить. Если грамотно пользоваться системой двух режимов спуска воды, можно сократить потребление домохозяйством воды на двацдать процентов. Управление Водных Ресурсов Израиля подсчитало что таким образом сберегается 1700 галлонов воды в год на человека или тринадцать с половиной миллиардов галлонов в год на страну. (Я когда приехала, не сразу разобралась что за диковинка и зачем две кнопки на унитазе). Кроме того, рыночный механизм оплаты воды и связанные с этим расходы подтолкнули израильтян проявить здравый смысл и не пытаться делать пространные зеленые газоны, как в Европе и США. И если муниципалитет (и то не всякий) может позволить себе такой газон в парке, то частный дом – никак. Израильские ландшафтные дизайнеры стали придумывать и предлагать клиентам решения более приспособленные под местные условия, с использованием привычных к жаре растений. По мере внедрения капельного орошения стало уходить меньше воды на полив частных садов и городских парков. Все это и другие факторы привело к уменьшению общего количества сточных вод.