Battery used Battery charging

LOW←TECH MAGAZINE

Miejskie stawy rybne: akwakulturowe oczyszczanie ścieków miast i miasteczek

Jeszcze w połowie XX wieku dzięki rybom całe miasta bezpiecznie i skutecznie oczyszczały ścieki. Prosto, tanio i w zrównoważony sposób, stawy rybne radzą sobie z naszym gównem – a przy okazji dostarczają wysokobiałkowego pożywienia.

Przekład: Michał Kolbusz

image

Zdjęcie: Stawy rybne położone na Mokradłach Wschodniej Kolkaty – największy na świecie akwakulturowy system oczyszczania ścieków. Źródło: Edwards, 2008. 8

Nasze kupy i siuśki lądują w toalecie. Z pomocą wody nieczystości trafiają do kanalizacji sanitarnej. Stamtąd ścieki pompuje się do oczyszczalni, gdzie w serii skomplikowanych procesów usuwa się z nich zanieczyszczenia. Im bardziej zaawansowana oczyszczalnia, tym więcej energii i pieniędzy kosztuje proces. Tak to się robi w Europie, ale w wielu miejscach na świecie ścieki nie są w żaden sposób oczyszczane. 1

Nawet po oczyszczeniu ścieki zawierają dużą ilość rozpuszczonego azotu, fosforu, tlenu i materii organicznej – niezbędnych składników życia na ziemi. Zrzucanie ich do rzek, jezior i mórz może prowadzić do eutrofizacji, przez co w wodzie mogą pojawić się wykwity sinic będące przyczyną masowej śmierci ryb i spadku różnorodności biologicznej. 2

Fundamentalny problem jest taki, że składniki odżywcze zamiast wracać do obiegu w ekosystemie w którym powstały są z tego ekosystemu bezpowrotnie usuwane. Oszczędzanie wody, czy używanie bardziej zaawansowanych energochłonnych procesów oczyszczanie ścieków, nie rozwiązuje problemu – obieg biogenów przecieka. Nie załatasz zlewu zużywając mniej (albo innej) wody.

Za dużo dobrego

Jeśli chcemy „naprawić nasz cieknący zlew” musimy przestać postrzegać ludzie ekskrementy jako coś z zasady toksycznego. Musimy również przestać sądzić, że każde ludzkie działanie szkodzi środowisku. Takie myślenie jest zakorzenione w przeświadczeniu, że człowiek jest oddzielony od Natury. Wychodząc z takiego założenia, logiczne jest, że rozwiązaniem naszych problemów musi być jeszcze większe odseparowanie się od cyklów przyrody: musimy zbudować jeszcze nowocześniejsze, chemiczne i energointenswne oczyszczalnie ścieków, aby postawić wyraźną granicę, pomiędzy produkcją żywności, a środowiskiem wodnym. Jeśli to się nie uda, i nasze granice będą nieszczelne, to wytoczymy wielkie projekty geoinżynieryjne do oczyszczenia rzek i jezior.

Problemem jednakże nie jest to, że jesteśmy w jakiś sposób toksyczni, przez co zagrażamy środowisku. Problem jest w tym, że składniki odżywcze, które zrzucamy do ekosystemów są zbyt skoncentrowane. W tym tkwi główna przyczyna eutrofizacji. Wywołana bogatymi w pierwiastki biogenne ściekami i spływem wód z terenów rolnych, jest postrzegana jako coś złego. Wróćmy jednak do etymologii tego słowa, które po grecku znaczy „stać się sytym”.

Problemem nie jest to, że jesteśmy w jakiś sposób toksyczni, przez co zagrażamy środowisku. Problem jest w tym, że składniki odżywcze, które zrzucamy do ekosystemów są zbyt skoncentrowane.

Eutrofizacja jest czymś złym tylko dlatego, że składnik biogenne, takie jak azot, węgiel i potas, są zbyt skoncentrowane, a to prowadzi do szybkiego namnażania się glonów, a tym samym do spadku ilości tlenu wodzie oraz zbyt dużej ilości produktów przemiany materii sinic - zabójczych dla ryb. Przypomnijmy sobie, że przecież ryby jedzą glony, więc jeśli te drugie namnażają się odpowiednio wolno, to ryby nadążają w utrzymaniu ich populacji w ryzach i w efekcie same się namnażają. Nie chodzi więc o to, że ścieki są „zanieczyszczone”, ale o to, że jest w nich za dużo dobrych rzeczy – więcej niż ekosystem jest w stanie przyjąć.

Jak naprawić cieknący zlew

Pierwszy raz usłyszałem o akwakulturowym sposobie oczyszczania ścieków, kiedy mieszkałem w Hanoi. Okazało się, że recykling ludzkich odchodów na potrzeby rolne jest bardzo powszechną praktyką, szczególnie w biednych wiejskich społecznościach.

image

Zdjęcie: Zawieszony na stawem rybnym w Wietnamie wychodek. Źródło: UNEP International Environmental Technology Centre. (2002). Environmentally Sound Technologies for Wastewater and Stormwater Management: an International Source Book (Vol. 15). International Water Assn.

W krajach, takich jak Wietnam czy Indonezja, toalety nierzadko umieszcza się nad stawami rybnymi. Ludzkie i zwierzęce odchody zbiera się też do pojemników, a potem opróżnia się je do stawów. W jakim celu? Pobudzone dodatkowym azotem, fosforem i węglem organicznym glony i fitoplankton zaczynają się szybko namnażać i rozkładać składniki odżywcze oraz bakterie, w wyniku czego produkują tlen. Kiedy poziom tlenu podniesie się wystarczająco, to w wodzie razem z fitoplanktonem będą mogły żyć ryby, które się nim odżywiają. Ryby łowi się i sprzedaje na targu, a kiedy spuści się wodę ze stawów, to muł bogaty w rybie odchody można wykorzystać jako nawóz w sadach lub na polach ryżowych.

W Chinach wykorzystanie obornika (również ludzkiego) w rolnictwie i akwakulturze ma wieluset letnią tradycję. W czasach komunizmu, kiedy rolnicy mieli ograniczony dostęp do paszy dla ryb i do lokalnych państwowych spółdzielni, sami organizowali systemy zbiórki ludzkich odchodów. Aż do lat 90 tych. XX w. z miast na wieś wyruszały transporty ciężarówek i łodzi wiozących ludzki nawóz (działalność prowadziły tak samo państwowe służby, jak i grupy przestępcze) do akwakultur znajdujących się pod miastem. W latach 1952-1966 około jedną trzecią nawozów (oraz paszy dla ryb) dostarczały ludzkie odchody, a w roku 1966 90% tego surowca było ponownie wykorzystywane. 3 Dzisiejsze wielkoskalowe uprawy wodorostów na wybrzeżach Chin przez przypadek znacznie ograniczały ryzyko eutrofizacji wód przybrzeżnych, stając się tym samym niezamierzoną metodą bioremediacji i recyklingu biogenów. 4

image

Zdjęcie: Ścieki pompowane do stawów rybnych na przedmieściach Hanoi, Wietnam. Źródło: Edwards, 2005. 15

image

Zdjęcie: Woda po oczyszczeniu w stawach rybnych Hanoi. Zdjęcie Edwards, 1996 r. 5

Jeden z ciekawych przykładów wielkoskalowych systemów oczyszczanie ścieków przez bioremediację znajduje się na przedmieściach Hanoi. Powstał w latach 60. XX wieku, kiedy to Wietnam, dopiero odzyskawszy niepodległość, musiał toczyć wojnę z zachodnimi siłami okupacyjnymi. Młoda stolica komunistycznego państwa nie miała miejskiej oczyszczalni ścieków. Nieczystości zrzucano do dwóch rzek płynących na południe i wpadających do Czerwonej Rzeki.

W okresie komunistycznej kolektywizacji wsi, wietnamskie spółdzielnie rolnicze zostały odcięte od rynków międzynarodowych i starały się, czymkolwiek co mieli do dyspozycji, karmić ryby hodowlane, np. odpadkami z rzeźni lub spleśniałym zbożem. Rolnicy patrząc na nieoczyszczone ścieki płynące kanałami zobaczyli w nich marnowany surowiec i zaczęli przekierowywać go do swoich wielkich stawów.

Widząc nieoczyszczone ścieki płynące kanałami – surowiec nie na swoim miejscu – rolnicy zaczęli pompować je do dużych stawów rybnych.

Metodą prób i błędów, inwestując to co mieli w poprawę infrastruktury, udało im się ustalić jaki jest właściwy stosunek ścieków do czystej wody, więc umieli odpowiednio rozcieńczać ścieki i ryby nie umierały.

image

Zdjęcie: Lokalny targ rybny w komunie Yen So. Zdjęcie Ander Dalsgaard. Źródło: Thi Phong Lan Nguyen i inni „Microbiological quality of fish grown in wastewater-ded and non-wastewater-fed fishponds in Hanoi, Vietnam: influence on hygiene practices in local retail marcets, Journal of Water and Health 5/2 (2007): strony 209-218.

Rolnicy sadzili w stawach rośliny (np. wodnego hiacynta), aby zabezpieczyć brzegi przed erozję i móc karmić nimi ryby. Rośliny wyciągały również z wody metale ciężkie. Ryby były nierzadko hodowane w polikulturach. Trzymając razem różne gatunki, takie jak karpie, tilapie i sumy, hodowcy skuteczniej oczyszczali wodę z zanieczyszczeń oraz chronili narybek przed drapieżnikami. Ze stawów co roku spuszczano wodę i mułem z dna nawożono okoliczne pola - jeszcze bardziej usprawniając krążenie pierwiastków odżywczych.

Rolnicy i hodowcy z biegiem lat stworzyli system, który w 1995 roku dostarczał ludności Hanoi 40-50% ryb. Pomiary jakości wody wykazały, że woda trafiająca do rzek po oczyszczeniu w stawach, miała poziom zapotrzebowania na tlen organiczny znacznie poniżej poziomy wymaganego przez WHO, co pokazuje, jak dobrze była oczyszczona z substancji organicznej. 5 Wietnamowi udało się stworzyć wydajny system oczyszczanie ścieków dla półtoramilionowego miasta - praktycznie bez żadnych wydatków ze strony państwa.

„Prosta, ludowa technologia” służy całemu miastu

Możecie sobie pomyśleć: „może jest to ciekawy, alternatywny przykład oczyszczania ścieków, ale nie przetrwa długo. To tylko wynaturzenie, którego nie można długo utrzymać”. Niestety wasz wewnętrzny cynik się zawiedzie, bo ten system działa. Miasto Kolkata (dawniej Kalkuta) w Indiach – populacja 14.8 mln – ma największy na świecie akwakulturowy system oczyszczania ścieków. Chociaż rolnicy używają ścieków do karmienia ryb na różne sposoby już od XIX w., to system zaczął być systematycznie rozbudowywany od lat 40. XX w.

image

Zdjęcie: Stawy rybne na Mokradłach Wschodniej Kolkaty, największy akwakulturowy system oczyszczania ścieków na świecie. Źródło: iStock.

W czasach kolonialnych brytyjscy zarządcy wykopali w mieście szereg kanałów, które m.in. odprowadzały ścieki. Wpadały one do rzeki Bidyadhari. Przez nadmiar niesionego materiału rzeka szybko się zamuliła i stała się bezużyteczna, a woda wylewała się do okolicznych słonowodnych mokradeł. Z biegiem czasu mokradła w większości przekształciły się w słodkowodne bagna. Zmusiło to miasto do wykopania dwóch kanałów ściekowych, który miały odprowadzać ścieki do oceanu. W tym samym czasie, lokalni rolnicy zaczęli kierować wodę zmieszaną ze ściekami do swoich stawów rybnych, położonych na kiedyś słonowodnych mokradłach. Na brzegach kanałów uprawiali warzywa i zakładali kooperatywy zarządzające ściekami.

Chociaż system Kolkaty rozwijał się z długo to jest dosyć usystematyzowany. Każdego roku najpierw ze stawów spuszcza się wodę, a mułem nawozi się pola. Następnie wpuszcza się powoli ścieki na niski poziom i pozostawia się je na dwa tygodnie. Jest to naśladownictwo konwencjonalnego systemu oczyszczania, w którym ścieki na początku oczyszcza się przez wspieranie zakwitu glonów i bakterii oraz sedymentację szkodliwej zawiesiny. Większość pasożytów ginie w ciągu tych pierwszych dwóch tygodni, ponieważ ich jaja i larwy giną jeśli nie znajdą żywiciela. W stawie obok umieszcza się ryby i powoli wprowadza się do wody ścieki w stosunku 4:1 (woda:ścieki). Wymaga to doświadczenia i umiejętności wykształcanych przez kilka pokoleń. Rolnicy wiedzą dobrze, kiedy poziom tlenu w wodzie jest zbyt niski i zabije ryby. 3 6 Oczyszczona woda osiąga jakość tej po konwencjonalnym oczyszczeniu. 7

image

Zdjęcie: Śluza zrobiona z bambusa na Mokradłach Wschodniej Kolkaty. Hodowla hiacynta wodnego pomaga oczyszczać wodę i karmić ryby. Autor: Mukherjee, 2020. 6

image

Zdjęcie: Każdego roku najpierw ze stawów spuszcza się wodę, a mułem nawozi się pola, włączając składniki odżywcze z powrotem do obiegu. Źródło: Strona na Facebooku: Take pride in the East Kolkata Wetlands. (Facebook-page).

Metodą prób i błędów, miejscowi rolnicy stworzyli system oczyszczania ścieków, który jest ekstremalnie wydajny i dostosowany do lokalnych warunków. Potrafią dzięki śluzom rozdzielić strumień ścieków – przemysłowych od komunalnych – i w razie potrzeby mogą je rozcieńczać lub koncentrować. Np. ścieki z garbarni będą dla ryb toksyczne, więc nie zostaną wpuszczone do stawów. Rolnicy kontrolują poziom wody w zależności od pory roku, pogody i ilość dostępnych ścieków. Wiedzą jaki odcień szarości i zieleni ma mieć woda, aby zawierała odpowiednią dla ryb ilość tlenu i mocznika. Wiedzą czy w wodzie jest odpowiednie stężenie tlenu, obserwując jak często ryby podpływają do powierzchni, żeby złapać powietrze. Rolnicy wybierają ze stawów zagrażające narybkowi ślimaki, które potem miażdżą i karmią nimi kaczki, a odchody tychże użyźniają stawy i pobliskie pola. Uprawiają wodne hiacynty i rzęsę wodną, aby wyciągnąć ze ścieków metale ciężkie. 7 8

Gospodarstwa rybne Kolkaty dostarczają 40% ryb w regionie i oczyszczają 80% ścieków miasta.

Gospodarstwa rybne Kolkaty dostarczają miastu 8000 ton ryb rocznie, co odpowiada 40% konsumpcji ryb w regionie. Oczyszczają 80% ścieków miasta i zmniejszają ilość biogenów i materii organicznej w ściekach o 50-90%, jednocześnie utrzymując ilość bakterii na poziomie akceptowalnym przez WHO. Szacuje się, że dzięki nim miasto oszczędza rocznie równowartość 64.4 mln dolarów, czyniąc Kolkatę „miastem dotowanym przez ekologię”. 9 System zapewnia rolnikom zwrot inwestycji na poziomie 28% i daje zatrudnienie 200 tys. osób. 10

Chociaż celem całego systemu nie powinno być osiągnięciu zysku – są to w końcu usługi publiczne – to bez dwóch zdań, pomaga to pokryć koszty oczyszczania ścieków. Badania prowadzone w małej gminie w Karnal na północy Indii, pokazały, że publiczny system oczyszczania oparty na stawach rybnych założony w 2010 roku przynosi 25 tys. dolarów zysku netto rocznie, oraz niebezpośrednio poprawia kondycję okolicznych terenów rolnych, przez sprzedaż oczyszczonych ścieków rolnikom. 11

image

Zdjęcie. Stawy rybne zasilane ściekami są pewnym źródłem białka dla małorolnych chłopów. Źródło: Fish Farming in the East Kolkata Wetlands, Ramble On, Priya Mallic.

image

Zdjęcie: Ryby wyłowione z Mokradeł Wschodniej Kolkaty. Źródło: Fish Farming in the East Kolkata Wetlands, Ramble On, Priya Mallic.

Korzyści jakie przynosi ten system oczyszczania ścieków małym społecznościom wykracza poza finanse i rozciąga się na społeczne, kulturalne i ekologiczne aspekty. Przynosi m.in. poprawę jakości gleb, zwiększa rezyliencję miejscowych społeczności do zmian klimatu, daje wypoczynek (np. wędkowanie z przyjaciółmi) i jest pewnym źródłem białka dla małych gospodarstw. Załóżmy, że rolnik nie sprzedaje swoich ryb. W takim wypadku, mały staw zasilany ściekami może zapewnić sześcioosobowej rodzinie 8 kg ryb rocznie na osobę, czyli niemałą ilość białka w niezamożnych wiejskich społecznościach. 12 Mokradła Wschodniej Kolkaty, ze swoimi stawami rybnymi, pomagają utrzymać odpowiedni poziom wód gruntowych, co w przypadku dręczonych suszami Indiach jest niezwykle istotne. Wyczerpywanie zbiorników wód gruntowych to poważny problem na całym subkontynencie. 13

Mokradła Kolkaty to „tania ludowa technologia”, 14 która oczyszcza ścieki dużego miasta z populacją równą Nowemu Jorkowi. Jest to możliwe dzięki istnieniu rozległego ludzko-rybno-roślinnego systemu, który narodził się dzięki kreatywności, wiedzy ekologicznej i kierownictwu miejscowych rolniczych społeczności.

Na początku XX wieku 90 takich systemów funkcjonowało w Niemczech

W tym momencie wasz wewnętrzny cynik może zaprotestować i powiedzieć, że: „Jasne, to działa nieźle na duża skalę, ale musiałbym być biedny i zdesperowany żeby hodować ryby w ściekach. To może działać w Indiach, działało przez chwilę w Wietnamie i Chinach, ale w krajach rozwiniętych, z wysokimi standardami sanitarnymi, nikt nie będzie chciał jeść ryb wyłowionych ze ścieków”.

image

Zdjęcie: Widok na niegdysiejszy akwakulturowy system oczyszczania ścieków w Monachium – dzisiaj ostoja dzikich ptaków. Autor: Peter Schleypen, 2012. Źródło: Historisches Lexikon Bayerns

W takim razie zdziwicie się. Na początku XX wieku 90 takich systemów działało w Niemczech. Aż do lat 90., 16 miasto Monachium oczyszczało większość swoich ścieków dzięki stawom rybnym. Niemcy przeprowadzili jedno z najbardziej szczegółowych i rygorystycznych badań naukowych nad wielkoskalową przydatności akwakulturowego oczyszczania ścieków już w latach 90. XIX wieku.

Aż do lat 90., miasto Monachium oczyszczało większość swoich ścieków dzięki stawom rybnym.

W Europie, tak jak w Chinach, tego typu systemy mają długą, ale niedocenianą historię. Fosy zamków, klasztory i wioski miały często dobudowane stawy rybne zasilane ściekami. Kiedy miasta się rozrastały, ścieki były po prostu zrzucane do rzek, co doprowadziło do załamania się łowisk ryb, ogólnego spadku warunków sanitarnych i szerzenia się chorób. Do Europejczyków powoli dochodziło, że ścieki trzeba oczyszczać. Jednym z popularnych wskaźników skuteczności oczyszczania wody było to, czy mogły przeżyć w niej pstrągi. Inżynierowie konstruowali małe stawy rybne, w których na pstrągach testowano jakość oczyszczonej wody.

W późnych latach 80. XIX wieku, inżynier budownictwa Gustaw Oesten rozpoczął swoje eksperymenty nad akwakulturowym oczyszczaniem berlińskich ścieków. W jego zamyśle, woda miała być oczyszczana dzięki rybom, a połów tychże miał być dodatkową korzyścią dla miasta. Oesten spędził większą część dekady na eksperymentowaniu z różnymi gatunkami ryb, projektami stawów oraz z różnymi lokalnymi i pogodowymi czynnikami. 16

image

Zdjęcie: Kanał doprowadzający wodę do stawów rybnych akwakulturowej oczyszczalni ścieków miasta Monachium. Autor: Bjs (CC BY-SA 3.0), Wikimedia Commons.

Dzięki swoim eksperymentom pokazał, że ryby rosną szybciej w wodzie ze ścieków i że pomagają ją oczyszczać. Pstrąg nie jest gatunkiem, który nadaje się do tego zadania, ponieważ źle znosi niskie stężenie tlenu – to powszechne zjawisko w wodzie ściekowej jest skutkiem zakwitu glonów. Karp rośnie za to bardzo dobrze, ponieważ potrafi podpłynąć do powierzchni wody i zaczerpnąć powietrza. Karpie hodowane w ściekach, jak odkrył Oesten, rosną szybciej niż w normalnych stawach. Pstrągi były używano jako wskaźniki, że woda jest już odpowiednio czysta by móc zrzucić ją do rzek. Eksperymenty Gustawa Oesten’a dowiodły, że stawy rybne mogą być odpowiedzią na europejski kryzys wodny, oraz przynosić zyski ze sprzedaży ryb.

Z początkiem XX wieku wielu naukowców prowadziło swoje własne małoskalowe doświadczenia. Ichtiolog Bruno Hofer, lepiej znany ze swoich pionierskich prac nad chorobami ryb, zaczął skalować eksperymentalne akwakulturowe oczyszczalnie ścieków, udowadniając, że ścieki z dużych obiektów (takich jak szpitale, browary, fabryki, a nawet male miasteczka) mogą teoretycznie być oczyszczane przez stawy rybne. W swych pomysłach poszedł o krok dalej i „ośmielił się” zaproponować taki system miastu tak dużemu jak Monachium – w tamtych czasach pewnie ten pomysł został uznany za dziwaczny.

image

Zdjęcie: Tryskacz wprowadzający oczyszczone ścieki wymieszane z wodą z rzeki do stawów rybnych w Monachium. Źródło: Edwards, 2005. 15

Po wielu udanych w całych Niemczech realizacjach projektu Hofera, miasto Monachium w roku 1929 zbudowało swój własny system akwakulturowego oczyszczania ścieków, który służył aż do lat 90. XX w. Był to największy tego typu system na świecie, z początku zaprojektowany na obsługę 500 tys. ludzi. Oczyszczanie ścieków było tak skuteczne, że woda opuszczająca stawy miała jakość i stężenie składników odżywczych porównywalną do naturalnej wody. 17

Wiele zastosowań

Te przykłady pokazują, że akwakulturowy system oczyszczania ścieków jest rozwiązaniem wielu splatających się ze sobą problemów. Przetwarza odpady – z rolnictwa, hodowli zwierząt i komunalne – i z powrotem włącza składniki biogenne w obieg pierwiastków przez produkty spożywcze i rolne. Zmniejsza stężenie fosforu i azotu w wodzie zapobiegając eutrofizacji. Ponownie wykorzystuje wodę, spowalnia jej obieg, wzmacnia retencję i pozwala na odtworzenie się zasobów wód podziemnych. Zmniejsza ilość zużywanych nawozów chemicznych, fosforanów i przemysłowej paszy rybnej. Tworzy dodatkowe miejsca pracy i źródła dochodów - szczególnie w biednych krajach.

Jeśli policzymy tylko, jaki potencjał jako źródła nawozu mają ścieki, to już jest to wystarczający powód, aby wybudować ten system. Weźmy za przykład jedno badanie naukowe przeprowadzone w 2000 roku w Indiach. Obliczono, że dzienna porcja ścieków z całych Indii jest warta 2 mln dolarów w formie nawozu. 18 Innymi słowy, Hindusi codziennie spłukują w swoich toaletach miliony. Stawy rybne zasilane ściekami były by świetnym sposobem, aby odzyskać to bogactwo. Może się to wydać kontrintuicyjne, jednak naukowcy dowiedli, że zasilane ściekami akwakultury mogą być wielce przydatne w krajach, gdzie wody jest niewiele, dzięki zamienianiu ścieków na pożywne białko. 19 Stawy rybne nie muszę służyć tylko produkcji. Można je zintegrować z mokradłami i obszarami chronionymi, z wędkarstwem, z obiektami turystycznymi lub edukacyjnymi. Dają szansę na poprawę różnorodności biologicznej i czynią tereny miejskie bliższe przyrodzie.

Stawy rybne nie muszę służyć tylko produkcji. Można je zintegrować z mokradłami i obszarami chronionymi, z wędkarstwem, z obiektami turystycznymi lub edukacyjnymi.

Kolejnym powodem dla którego stawy rybne są ciągle wartościowe jest to, że są tanie i proste w budowie, a dzięki temu, nie ma wiele przeszkód do ich wdrożenia. Chociaż wysokie technologie, materiało- i energointensywne, tj. hydroponika, ogrodnictwo pionowe, czy zautomatyzowane rolnictwo, mogą liczyć na zainteresowanie mediów, to prawda jest taka, że większość rolników na świecie ma niewiele, albo nie ma żadnego dostępu, do kapitału i musi polegać na skromnych, ale za to bardzo zrównoważonych, metodach, aby wyżywić 70% światowej populacji. 20 Akwakultura zasilana ściekami oferuje źródło utrzymania obarczone małym ryzykiem finansowym dla tych drobnych rolników. 8 Na poziomie lokalnych społeczności stwarza to szansę miasteczkom, wioskom i ubogim w surowce społecznościom na pokrycie kosztów gospodarki ściekami, a co więcej, zapewnienie zatrudnienia miejscowym ludziom i polepszenie warunków sanitarnych. 11 12

Dlaczego nie robimy tego częściej?

Pomimo wielu zalet, większość akwakulturowych systemów oczyszczania ścieków zostało albo całkowicie porzuconych albo jest w zaniku. Co się stało? Pierwszy możliwy powód, to prawdopodobnie reakcja większości ludzi na podobne pomysły, którą nazwiemy „czynnikiem fuj”. Możliwe, że większość uważa jedzenie ryb hodowanych na kupach po prostu za obrzydliwe. Co ciekawe, większość badań naukowych nad miejskimi stawami rybnymi, co rusz pokazuje zadziwiającą akceptację dla ryb karmionych odpadami. 21 Co więcej, około 10% światowej populacji prawdopodobnie już spożywa pożywienie z pól nawadnianych ściekami. 22 Nawet w Unii Europejskiej, z jej sławnymi surowymi regulacjami, wielu rolników wylewa na swoje pola szlamy ściekowe - europejskim konsumentom najwyraźniej to nie przeszkadza.

image

Zdjęcie: Tilapia nilowa (Oreochromis niloticus)

image

Zdjęcie: Wietnamski sum szary (Plotosus canius)

image

Zdjęcie: Karp zwyczajny (Cyrpinus carpio)

Drugim możliwym powodem ich zaniku może być podejrzenie, że są niebezpieczne. To prawda, że należy zachować bardzo dużą staranność, aby zaprojektować skuteczny system oczyszczania ścieków, jednak są mocne dowody na to, że oczyszczanie ścieków z pomocą stawów rybnych jest tak samo bezpieczne jak metody konwencjonalne. Jeden z najdobitniejszych przykładów pochodzi ze stolicy Peru, Limy z lat 80. Razem z Bankiem Światowym i Programem Narodów Zjednoczonych ds. Rozwoju przeprowadzono w Limie eksperyment mający na celu zaprojektowanie dużego systemu akwaponicznego oczyszczania ścieków. 23

Cały system był dowodem wielkim jak miasto, pokazującym bezpieczeństwo całego przedsięwzięcia. Przez 20 lat jego użytkowania została wykonana niezliczona ilość pomiarów, wdrożono wiele usprawnień i zmian, oraz przeprowadzono mnóstwo kontroli ilości ścieków oraz monitorowano pogodę. Zostało dobitnie dowiedzione, że oczyszczalnia ścieków oparta na rybach, jest nie tylko dostępną i opłacalną alternatywą dla biedniejszych krajów, ale że również potrafi sprostać surowym wytycznym co do jakości wody opracowanym przez Światową Organizację Zdrowia. Ryby były badane czy nadają się do spożycia przez ludzi. We wszystkich trzech próbach 100% ryb zostało uznanych jakie „bardzo dobre” pod względem bezpieczeństwa. 24 To nie było osamotnione badanie. Nad bezpieczeństwem ryb hodowanych w zbiornikach ściekowych przeprowadzono wiele innych. 25

Coś więcej niż cieknący zlew

Skoro nie jest ty czynnik „fuj”, ani bezpieczeństwo, to co to może być? W Hanoi nie rozpoznano pełnego potencjału systemu akwakulturowego i na tereny stawów rybnych w latach 90. zaczęła wkraczać zabudowa. Kiedy era komunizmu dobiegła końca, tereny podmiejskie stały się bardzo wartościowe i zaczęto zasypywać stawy. Ścieki komunalne mieszały się z nieoczyszczonymi zrzutami przemysłowymi, przez co większość ścieków była dla ryb trująca, a to spowodowało, że większość właścicieli stawów zaczęła karmić ryby paszą - coraz łatwiej dostępną w Wietnamie otwierającym swój rynek krajowy na handel zagraniczny. 26 27 Hanoi oczyszcza dzisiaj zaledwie 22% swoich ścieków, resztę zrzucając bezpośrednio do rzek. Codziennie 180 tys. metrów sześciennych ścieków jest zrzucane do rzeki To Lich, tej samej, która niegdyś służyła stawom rybnym. 28 29

Tak samo jest w Niemczech - zanik stawów rybnych spowodowany jest w większości rozrastaniem się terenów podmiejskich. Przedmieścia (tam gdzie muszą znajdować się stawy rybne, aby być blisko źródła ścieków i czystej wody) zyskują na wartości kiedy miasta się powiększają. Napędzane szalejącymi wzrostami cen nieruchomości, niedostatkiem terenów pod zabudowę, wysokimi kosztami pracy oraz spadająca konkurencyjnością krajowej hodowli ryb, zmuszonej konkurować na międzynarodowych rynkach, władze postanowiły zlikwidować stawy rybne, albo przerobić je na konwencjonalne oczyszczalnie ścieków. Nawet w Monachium, mającym największy tego typu system w Niemczech, obsługa jego była droga i coraz cięższa do utrzymania. Stawy rybne Monachium zostały w końcu przekształcone na rezerwat przyrody, gdzie odpoczywają migrujące ptaki. Hodowla ryb przestała być pierwszorzędnym zadaniem, a mokradła przyjmują teraz tylko niewielki procent monachijskich ścieków. 16

image

Grafika: Mokradła Wschodniej Kolkaty w 2005. Źródło: Google Earth.

image

Grafika: Mokradła Wschodniej Kolkaty w 2019. Źródło: Google Earth.

System Kolkaty wciąż działa, ale boryka się podobnymi problemami. W swoim szczytowym okresie stawy rybne Mokradeł Wschodniej Kolkaty zajmowały 12 tys. hektarów. Z powodu postępującej zabudowy dzisiaj to tylko 4 tys. hektarów. Hodowcy ryb w Kolkacie, tak jak w Wietnamie, muszą zmagać się z dopływem ścieków przemysłowych (np. ze sporego przemysłu garbarskiego), które są trujące dla ryb, a zrzuca się je po kryjomy do ścieków komunalnych. 6 10 30 31 Miasto Kolkata i indyjski rząd zrozumiał znaczenie tego systemu i wprowadził szereg regulacji, aby chronić go przed dalszą zabudową. Jednak nielegalna budowlanka – deweloperzy zasypujący nocą gruzem stawy zmuszając rolników do ich opuszczenia – wciąż powoli wypiera mokradła.

Głównym powodem zaniku akwakulturowych oczyszczalnie jest jak widać rozrastanie się miast. Przyczyną tego są w dużej mierze globalne spekulacje na rynku nieruchomości – co stanowi 60% wszystkich dzisiejszych inwestycji finansowych. 32 Większość urzędników mając wybór: albo sprzedać tereny podmiejskie temu kto płaci najwięcej, albo utrzymać jakąś tam hodowlę ryb w ściekach, długo się nie zastanawia - stawy muszą odejść. Drugim powodem zaniku systemu jest wysokie stężenie w ściekach toksycznych związków chemicznych – zbyt duże dla ekosystemu i akwakultury. Musimy sami siebie zapytać, czy naprawdę warto pozwalać na produkcje tych rzeczy, skoro utrudniają nam zasypać ekologiczną przepaść, jaka dzieli nasze miejsce życia od naturalnego otoczenia?

Systemy organiczne są często uważane za prymitywne i zacofane, chociaż tak naprawdę, mogą być znacznie bardziej zrównoważone i odpowiednie od energointensywnych, łatwo powielanych „rozwiązań”, tak lubianych przez planistów i inżynierów.

Trzeci powód to względnie niska cena paliw kopalnych. W większości krajów przemysłowych, bardziej racjonalny zdaje się wybór systemu zajmującego mniej miejsca, za to mającego wysoki ślad węglowy. W świecie taniej energii koszty ekologiczne można spychać na bok. Jednak one w końcu dadzą o sobie znać, a tak naprawdę już dają. Na koniec powiem jeszcze o jednym znaczącym czynniku, którego nie możemy zignorować – jest to uprzedzenie inżynierów do „brudnych”, organicznych systemów, właśnie takich jak akwakulturowe oczyszczalnie ścieków. Takie proste rozwiązania w umysłach wielu jawią się jako zacofane i prymitywne, chociaż faktycznie mogą być znacznie bardziej odpowiednie i zrównoważone od energointensywnych, łatwo powielanych „rozwiązań”, tak lubianych przez planistów i inżynierów. 33

Każdy z powyższych powodów wskazuje na głębszy problem: niezdolność naszej gospodarki do docenienie właściwych rzeczy. Tak samo, jak inne zrównoważone technologie o których mówimy w Low-tech Magazine, akwakulturowe oczyszczalnie ścieków dotyka większy problem: „nie możesz zmienić jednej rzeczy, nie zmieniając całego systemu”. Te systemy są oblężone przez międzynarodową spekulację nieruchomościami, toksyczne związki w ściekach komunalnych, zanieczyszczenia przemysłowe, niską cenę paliw kopalnych i głęboko zakorzenione w ludziach poczucie odrębności od ekosystemów których są częścią. U podstaw tego wszystkiego leży system wartości niedopasowany do naszych realnych potrzeb ekologicznych jako gatunku, członka ziemskiej społeczności żywych organizmów.

Stawy rybne to proste, tanie i zrównoważone rozwiązanie problemu naszego społecznego cieknącego zlewu. Jeśli jednak w poszukiwaniu przecieku schylimy się zajrzymy pod spód, to znajdziemy wiele innych rzeczy wymagających naprawy.

Aaron Vansintjan

Dziękuję Henningowi Fehr za zebranie danych na temat systemu stawów rybnych w Niemczech, Michaelowi Digregorio za powiedzenie mi o wietnamskim systemie, Phoung Anh Nguyenowi za zebranie dodatkowych informacji na ten temat i Geertowi Vasintjan za bycie dla mnie ciągłą inspiracją.


  1. W wielu krajach rozwiniętych, oczyszczanie ścieków stosuje np. ciągłe, zautomatyzowane mieszanie ścieków w wielkich zbiornikach – system trudny w utrzymaniu i wymagający wiele energii. Chociaż oczyszczanie ścieków odpowiada tylko za 4% krajowego zużycie energii w USA, to stanowi jednak 50% komunalnego zużycia energii – znaczący ślad energetyczny. Oznacza to że miasta i miasteczka mogłyby zmniejszyć zużycie energii jeśli przeszłyby na inny system. Zobacz https://betterbuildingssolutioncenter.energy.gov/sites/default/files/Primer%20on%20energy%20efficiency%20in%20water%20and%20wastewater%20plants_0.pdf 

  2. Przyczynia się również do mało znanego zjawiska zwanego “ciemnieniem wybrzeży”, polegającym na spadku albedo dna mórz i oceanów przez depozycję osadów i mętnienie wody, co z kolei wzmaga globalne ocieplenie, a także zmniejsza możliwość organizmów morskich do pobierani światła słonecznego. https://www.hakaimagazine.com/news/the-environmental-threat-youve-never-heard-of/ 

  3. Edwards, P. (2003) Philosophy, principles and concepts of integrated agri-aquaculture systems. In: Gooley, G. J., & Gavine, F. M.(Eds.), Integrated agri-aquaculture systems: a resource handbook for Australian industry development. Rural Industries Research and Development Corporation. 

  4. Edwards, P. (2015). Aquaculture environment interactions: past, present and likely future trends. Aquaculture, 447, 2-14. 

  5. Edwards, P. (1996). Wastewater reuse in aquaculture: Socially and environmentally appropriate wastewater treatment for Vietnam. The ICLARM Quarterly, January. 

  6. Mukherjee, J. (2020). Blue Infrastructures. Springer Singapore. 

  7. Ho, L., & Goethals, P. L.(2020). Municipal wastewater treatment with pond technology: Historical review and future outlook. Ecological Engineering, 148, 105791. 

  8. Edwards, P. (2009). Traditional asian aquaculture. In New Technologies in Aquaculture (pp. 1029-1063). Woodhead Publishing. 

  9. A term attributed to Dhrubajyoti Ghosh, a high-profile activist for the Eastern Kolkata Wetlands. 

  10. Banerjee, S., & Dey, D. (2017). Eco-system complementarities and urban encroachment: A SWOT analysis of the East Kolkata Wetlands, India. Cities and the Environment (CATE), 10(1), 2. 

  11. Kumar, D., Chaturvedi, M.K., Sharma, S.K. and Asolekar, S.R., 2015. Sewage-fed aquaculture: a sustainable approach for wastewater treatment and reuse. Environmental monitoring and assessment, 187(10), pp.1-10. 

  12. Lightfoot, C., Bimbao, M.A.P., Dalsgaard, J.P.T. and Pullin, R.S., 1993. Aquaculture and sustainability through integrated resources management. Outlook on Agriculture, 22(3), pp.143-150. 

  13. Datta, S. (2006). Waste Water Management Through Aquaculture. Journal of Environmental Management. 1. 339-350. 

  14. Mukherjee, J. (2020) citing Dhrubajyoti Ghosh. 

  15. Edwards, P. (2005). Development status of, and prospects for, wastewater-fed aquaculture in urban environments. Urban Aquaculture. Costa-Pierce B, Desbonnet A, Edwards P, Baker D, editors. Wallingford Oxfordshire: CABI Publishing, 45-59.\ 

  16. Prein, M. (1988, December). Wastewater-fed fish culture in Germany. In Edwards, P. and Pullin, RSV Wastewater-Fed Aquaculture. Proceedings of the Internation al Seminar on Wastewater reclamation and Reuse for Aquaculture, Calcut ta, India (pp. 6-9). 

  17. Jednym z problemów ze stawami rybnymi w Niemczech była duża zmienność pogody. Mniej słońca jesienią i wiosną oznaczało, że wzrost glonów był znacznie niższy, co z kolei wpływało na wzrost ryb i zdolność systemu do oczyszczania ścieków. W miesiącach zimowych stawy często zamarzają, co prowadzi do niedoborów tlenu i śmierci ryb. Ponieważ nasłonecznienie może się zmieniać w ciągu dnia, stawy rybne wymagają codziennego doglądania celem zrównoważenia wzrostu ryb, wzrostu glonów, usuwania składników odżywczych i zbyt dużej ilości ścieków, które prowadziłyby do śmierci ryb. 

  18. Obliczone na podstawie kursu rupii do dolara amerykańskiego w roku 2000, powiększone przez autora inflację w 2021. B. B., Heeb, J., & Das, S. (2018). Ecosystem Resilient Driven Remediation for Safe and Sustainable Reuse of Municipal Wastewater. In Wastewater management through aquaculture (pp. 163-183). Springer, Singapore. 

  19. Na przykład w Izraelu kolonie kibuców w latach 60., często eksperymentowały z ponownym wykorzystaniem ścieków do produkcji ryb, ponieważ miały ograniczony zasób wód gruntowych. W Egipcie rząd pokładał nadzieję w akwakulturze zasilanej ściekami, m.in. Próbowano w ten sposób zwiększyć krajową produkcję białka zwierzęcego i zmaksymalizować prawność zużycia wody. 3 20 See also Kolkovsky, S., Hulata, G., Simon, Y., Segev, R., & Koren, A. (2003). Integration of agri-aquaculture systems the Israeli experience. In: Gooley, G. J., & Gavine, F. M.(Eds.), Integrated agri-aquaculture systems: a resource handbook for Australian industry development. Rural Industries Research and Development Corporation. 

  20. El-Zohri, M., Hifney, A. F., Ramadan, T., & Abdel-Basset, R. (2014). Use of Sewage in Agriculture and Related Activities. In: Pessarakli, M. (Ed.), Handbook of plant and crop physiology. CRC Press. 

  21. W Niemczech w XX wieku konsumenci początkowo odrzucali te ryby, ale gminy angażowały się w publiczne kampanie edukacyjne, aby przekonać ludzi, że są bezpieczne. 16 W Limie w Peru naukowcy przeprowadzili badanie, czy ryby są akceptowane przez konsumentów i ze zdumieniem odkryli, że ludziom nie przeszkadzało, gdy dowiedzieli się, skąd pochodzą. 22 Również w Kolkacie ryby karmione ściekami nadal stanowią 40% lokalnego rynku rybnego, chociaż konsumenci mają dostępne alternatywy. 

  22. WHO (2015) Sanitation. Fact sheet no. 392. World Health Organization, Geneva 

  23. Cointreau, S. J.(1990). Aquaculture with treated wastewater: A status Report on studies conducted in Lima, Peru. Applied Research and Technology (WUDAT), Technical Note No. 3. The World Bank Water Supply and Urban Development Department: p. 1-56. 

  24. W czwartym badaniu tylko 6% zostało ocenionych jako „nie do zaakceptowania”, ale było tak dlatego, że celowo zwiększono stosunek ścieków do czystej wody, powyżej dopuszczalnego poziomu, aby zasymulować „wypadek”. Mimo to, te same ryby zostały następnie ocenione jako „bardzo dobre”, gdy poziom ścieków w kolejnych 30 dniach został obniżony. To pokazuje, że nawet w razie awarii ryby mogą łatwo wrócić do stanu bezpiecznego do spożycia. Zobacz UNEP International Environmental Technology Centre. (2002). Environmentally Sound Technologies for Wastewater and Stormwater Management: an International Source Book (Vol. 15). International Water Assn. 

  25. Tam, gdzie nie ma wystarczających zasobów, aby wprowadzić wymagania sanitarne do systemu oczyszczania ścieków, naukowcy zalecają, aby czyszczenie, rozbiór i pakowanie ryb odbywało się w warunkach sanitarnych, aby mięso ryb nie było narażone na zarażenie się patogenami ze skóry i z jelit. Zalecane jest również intensywne gotowanie ryb – w Kolkacie lokalna kuchnia na szczęście nie serwuje surowych ryb. Innym zabezpieczeniem jest przeniesienie ryb do stawów z czystą wodą na dwa tygodnie przed połowem; zmniejsza to ryzyko obecności patogenów w mięsie i jelitach ryb, a także pomaga wyeliminować ewentualne nieprzyjemne zapachy. Edwards P. (1990) Ponowne wykorzystanie ludzkich odchodów w akwakulturze: przegląd stanu techniki. Projekt raportu. Bank Światowy w Waszyngtonie. Jeśli chodzi o obecność w ściekach toksycznych związków chemicznych, istnieją dowody na to, że nie jest to poważny problem, jednak zależy to od warunków lokalnych. Na przykład ludzie w krajach uprzemysłowionych używają znacznie więcej detergentów i konsumują środków farmaceutycznych, które mogą mieć niekorzystny wpływ na ryby. Obejmuje to szeroką kategorię toksyn, które znajdują się w nowych produktach, takich jak kosmetyki i leki (oraz narkotyki). W krajach uprzemysłowionych przeprowadzono do tej pory niewiele badań na temat wpływu tych produktów na ryby karmione ściekami – w dużej mierze dlatego, że systemy te w większości zdążyły zniknąć do czasu, gdy artykuły gospodarstwa domowego stały się bardziej rozpowszechnione. 3 8 11 20 30 31 33 

  26. Edwards, P. (2004). Decline of wastewater-fed aquaculture in Hanoi. Aquaculture Asia, Volume IX (4, October-December): 13-14. 

  27. Hoan, V. Q., & Edwards, P. (2005). Wastewater reuse through urban aquaculture in Hanoi, Vietnam: status and prospects. Urban aquaculture. CABI International, Wallingford, 103-117. 

  28. Saigoneer (2019). Only 13% of Vietnam’s Urban Sewage Is Treated Before Discharge. The Saigoneer. https://www.saigoneer.com/saigon-environment/17571-only-13-of-vietnam-s-urban-sewage-is-treated-before-discharge 

  29. Kiet, Anh. (2019). No technology can radically clean Hanoi’s polluted river if sewage not treated: Mayor. Hanoi News. http://hanoitimes.vn/no-technology-can-clean-hanois-heavily-polluted-river-if-people-keep-pouring-sewage-into-it-mayor-300420.html 

  30. Bunting, S. W.(2007). Confronting the realities of wastewater aquaculture in peri-urban Kolkata with bioeconomic modelling. Water Research, 41(2), 499-505. 

  31. Jana, B. B.(1998). Sewage-fed aquaculture: the Calcutta model. Ecological Engineering, 11(1-4), 73-85. 

  32. Stein, S. (2019). Capital city: Gentrification and the real estate state. Verso Books. 

  33. Mara, D. (2013). Domestic wastewater treatment in developing countries. Routledge. 

1.25MB