Verantwoord hergebruik van afvalwater kan voldoen aan watervraag in de landbouw
Irrigatie voor de landbouw neemt ongeveer 70% van het wereldwijde zoetwatergebruik voor zijn rekening, en levert daardoor een grote bijdrage aan de wereldwijde watertekorten. Nieuw onderzoek van de Universiteit Utrecht, de Universiteit van Amsterdam en KWR Water heeft een manier gevonden om in deze watervraag te voorzien. De onderzoekers stellen voor om afvalwater te gebruiken in ondergrondse irrigatiesystemen, waarbij ze twee vliegen in één klap slaan: er wordt aan de wateraanvraag voldaan, en tegelijkertijd wordt het afvalwater gezuiverd. Volgens het onderzoek kan met deze methode in ongeveer een kwart van de Nederlandse waterbehoefte in de landbouw worden voorzien.
“Rioolwaterzuiveringsinstallaties lozen grote hoeveelheden gezuiverd afvalwater. Dit afvalwater vermindert de kwaliteit van de beperkte zoetwatervoorraden op de wereld,” zegt Dominique Narain-Ford, promovendus bij het Copernicus Institute for Sustainable Development, hoofdauteur van het onderzoek. “Wanneer je dit afvalwater gebruikt in traditionele bovengrondse irrigatiemethodes, komen veldwerkers en gewassen in direct contact met vervuild water. Dit kan ernstige gezondheidsrisico's opleveren.”
De aarde gebruiken als filter en buffer
Momenteel wordt gezuiverd huishoudelijk afvalwater veelal direct geloosd op oppervlaktewateren zoals beken, sloten en meren. Conventionele rioolwaterzuiveringsinstallaties zijn niet in staat het water te zuiveren van veel microverontreinigingen. Daardoor bevat gezuiverd afvalwater resten van geneesmiddelen, antibioticaresistente bacteriën en een breed scala aan andere chemicaliën. Vooral in de steeds drogere zomers is dit een probleem: er is meer water nodig voor irrigatie dan beschikbaar is, en oppervlaktewateren in de nabijheid van rioolwaterzuiveringsinstallaties worden voornamelijk gevoed met gezuiverd afvalwater. Water uit deze beken, sloten en meren wordt in veel gevallen rechtstreeks op gewassen aangebracht door middel van bovengrondse irrigatie, waardoor microverontreinigingen en menselijke ziekteverwekkers onbedoeld direct met de gewassen in contact komen.
In een illustreert Narain-Ford dat wanneer het afvalwater wordt gebruikt voor ondergrondse irrigatie, deze problemen kunnen worden omzeild, aangezien afvalwater niet in direct contact komt met veldwerkers en gewassen en de bodem wordt gebruikt als een biologische zuivering. “Als we gezuiverd huishoudelijk afvalwater ondergronds hergebruiken, wordt het ook nog eens extra gezuiverd door de bodem via filter-, buffer- en afbraakprocessen,” legt Narain-Ford uit. Hierdoor wordt de verspreiding van chemicaliën en microben verminderd, en de kwaliteit van het oppervlaktewater verbetert.
In ondergrondse irrigatiesystemen kan ongeveer een kwart van de landbouwwaterbehoefte gedekt worden door afvalwater te gebruiken tijdens een gemiddeld seizoen, en 17 procent tijdens een droog seizoen
Haalbaarheidsstudie met Nederland als casus
De onderzoekers gebruikten Nederland, dichtbevolkt met 1,9 miljoen hectare akkerland en wijdverspreide rioolwaterzuiveringsinstallaties, als casus. In Nederland bedraagt de jaarlijkse vraag voor irrigatiewater met bovengrondse irrigatietechnieken ongeveer 7 tot 13 procent van het jaarlijkse afvalwater.
“In ondergrondse irrigatiesystemen kan ongeveer een kwart van de landbouwwaterbehoefte gedekt worden door afvalwater te gebruiken tijdens een gemiddeld seizoen, en 17 procent tijdens een droog seizoen,” illustreert Narain-Ford. “Dat komt doordat, hoewel er met ondergrondse irrigatie minder water verloren gaat door verdamping, er toch meer water nodig is dan bij bovengrondse irrigatie. Het grondwaterniveau moet namelijk tot een bepaald niveau worden verhoogd voordat het de gewassen kan bereiken.”
Publicatie
Narain-Ford, D. M., Bartholomeus, R.P, Raterman, B., van Zaanen, I., ter Laak, T., van Wezel, A.P., Dekker, S.C., 2021. Shifting the imbalance: Intentional reuse of Dutch sewage effluent in sub-surface irrigation, Science of the Total Environment.