LOW←TECH MAGAZINE Polski

Materace faszynowe: koszykarsko do kwadratu

Wed, 03 Nov 2021 00:00:00 +0000

Zdjęcie: Zatapianie materacy faszynowych w śluzach na rzecze Den. Źródło: Dienst Zuiderzeewerken CC BY 3.0 NL. Data wykonania zdjęcia nieznana.

Zabezpieczenie brzegów morskich i rzek

Zmiany klimatu są realnym zagrożeniem dla gęsto zaludnionych obszarów wybrzeży morskich i rzek. Ludzie przez wieki stawiali struktury chroniące ich przez powodziami i zabezpieczające brzegi przed erozją: falochrony, łamacze fal, wały przeciwpowodziowe, jazy, śluzy, opaski, ostrogi brzegowe, i wiele innych. Dzisiaj te struktury stawiamy przeważnie z energo- i węglo-intensywnych materiałów: żelbetonu (najczęściej), geotekstyliów, stali, siatki drucianej, asfaltu. Jednak ludzie mogą, i robili to w przeszłości, budować działające zabezpieczenia bez konieczności niszczenia środowiska.

Inspiracji warto poszukać w Holandii. Morze zagrażało Niderlandom na długo przed zmianami klimatycznymi. Holendrzy zbudowali swoje państwo częściowo na dnie morza osuszonym przez wiatraki. Wydarty wodzie ląd otoczyli wałami. Wybrzeże Niderlandów to lekkie, drobnopiaszczyste gleby, słabo opierające się falom. Prądy morskie, fale i śruby statków wzburzają dno i mogą doprowadzić do podmywania i usuwania się wałów, nadbrzeży, grobli i przyczółków.

Zdjęcie: Osuwanie się podmytych wałów w Zelandii, w pobliżu Kats w Noord-Beveland. Domena publiczna.

Materace faszynowe

W stojącej, wolno-płynącej lub półsłonej wodzie, ochronie wybrzeży i brzegów rzek może pomóc sadzenie trzcin, jednakże ta metoda nie sprawdza się w słonej wodzie ani nie chroni przez mocnymi falami. Co najmniej 400 lat temu Holendrzy rozwiązali ten problem: wymyślili materace faszynowe. Materac faszynowy składa się z tysięcy (przeważnie wierzbowych) witek. Splata się je razem w solidną konstrukcję i zatapia na dnie kanału, ujścia rzeki czy na dnie rzeki. Materac może częściowo wychodzić na brzeg lub wał.

Materace faszynowe wyplatano przeważnie w formie obszernych prostokątów: najczęściej miały wymiary pomiędzy 20-30 metrami szerokości i do 150 metrów długości (czasem więcej). Te struktury powstawały na lądzie, holowane były na miejsce przeznaczania i zatapiane na dnie przez obciążanie kamieniami i gruzem. Wszystkie prace wykonywano ręcznie. Pobliskie zagajniki odroślowe dostarczały surowca.

Zdjęcie: Wyrób materacy faszynowych, Haringvliet, 1956 rok. Domena publiczna.

Przewidywany czas użytkowania: wieki

Nie do końca wiadomo kiedy właściwie Holendrzy zaczęli używać faszynowych materacy. Najstarszy obraz na jakim można je zobaczyć namalował w 1676 roku Matthias Withoos. Na obrazie widać naprawę grobli. Można napotkać wzmianki o naprawianiu urządzeń hydrotechnicznych łodygami drzew pochodzące już z szesnastego wieku. Wiele z materacy faszynowych spełnia swoją rolę do dziś, pomimo upływu kilku wieków od ich wykonania. Drewno wierzby pod wodą staje się twarde jak kamień i praktycznie się nie rozkłada. Badania przeprowadzone w latach 60. XX w. pokazały, że większość materacy faszynowych zatopionych ponad 100 lat wcześniej – niektóre datuje się na wczesne lata 20. XIX w – jest w stanie nienaruszonym.

Nie wiemy jak wiele faszynowych umocnień wciąż pełni swoje zadanie na dnie holenderskich wód, jednak wiemy, że są praktycznie wszędzie. Większość informacji które mamy pochodzi z okresu poprzedzającego drugą wojnę światową, kiedy to Holendrzy wykorzystywali tą technologią na szeroką skalę.

Zdjęcie: Materac faszynowy w Biesbosch, rok 1968. Domena publiczna.

W 1953 roku Holandię nawiedziła katastrofalna powódź. Z jej przyczyny rozpoczęto Prace Delta, czyli szereg ambitnych projektów inżynieryjnych mających ochronić ląd przez morzem. Materace faszynowe były kluczowym elementem planu. Dla przykładu, pomiędzy rokiem 1960 a 1966, Holendrzy położyli 200 tys. m2 materacy faszynowych w regionie Wadden (grupa wysp na północy Niderlandów). Pomiędzy rokiem 1954 a 1967 w całym kraju zatopiono 1,2 mln m2 faszynowych umocnień.

Wyplatanie materacy faszynowych

Zrobienie materaca faszynowego to rzemiosło polegające przede wszystkim na wiązaniu i wyplataniu. W strefach pływowych Holendrzy wyplatali maty na równiach pływowych, kiedy odpływ odsłaniał ląd. Wskazany był pośpiech. Kiedy przypływ znowu wzbierał, struktura zaczynała unosić się na wodzie – musiała być na tyle solidna, aby się nie rozpaść. Budowa mogła zostać dokończona w czasie kolejnego odpływu, a nawet kiedy pływała po wodzie.

Rzemieślnicy rozpoczynali budowę materacu od splatania witek w pęki nazywane „faszynami” (po niderlandzku „wiepen”). Faszyny miały do 50 m długości, średnicę ok. 30-50 cm i były łączone ze sobą cienkimi witkami. Faszyny stanowiły dolną ramą maty - zasadniczą część całej struktury. Wiązki faszyn układano na krzyż, jedna na drugiej w odstępach jednego metra, zabezpieczając miejsce przecięcie liną i palikiem.

Na wierzchu dolnej ramy kładziono 30-40 centymetrowe „wypełnienie”, czyli dwie warstwy witek, jedna nad drugą. Pomiędzy nimi wkładano warstwę trzciny, co powodowało, że materac nie przepuszczał piasku. Następnie budowano górną ramę (identyczną do dolnej ramy) i kładziono ją na „wypełnienie”. Potem całą konstrukcję przywiązywano do belek. Potrzeba było sześciu ludzi by zbudować 100 m2 maty faszynowej.

Zdjęcie: Materac faszynowy. Autor Jan Muijs, Rijkswaterstaat, 1974. CC BY 30 NL.

Obraz: Rysunek klasycznego wiklinowego materacu faszynowego służącego do ochrony dna dróg wodnych. Źródło: Hollands Rijshout, Van Breen, rok 1920.

Zdjęcie: Przygotowanie maty, rok 1945. Autor nieznany / Anefo, CCO, przez Wikipedia Commons.

Zdjęcie: Przygotowanie faszyn, rok 1952. Autor Harry Pot / Anefo. CCO, przez Wikimedia Commons.

Zdjęcie: Transport faszyn, rok 1953. Autor Joop von Bilsen / Anefo. CCO, przez Wikimedia Commons.

Zdjęcie: Splatanie ze sobą faszyn, rok 1956. Autor Harry Pot / Anefo. CCO, przez Wikimedia Commons.

Przegrody i ścianki

Następnym krokiem było wyplecenie przegród wewnętrznych i zewnętrznych ścianek pomiędzy słupkami wystającymi z miejsc skrzyżowania się faszyn. Te przegrody i ścianki dodatkowo wzmacniały całą konstrukcję i zapobiegały sturlaniu się balastu z materaca, co mogła się zdarzyć podczas zatapiania konstrukcji. Po zatopieniu przegrody zapobiegały przemieszczaniu przez ruchy wody drobnych kamyków. Co więcej, dzięki tym wzmocnieniom materac faszynowy mógł spełniać swoją rolę nawet ustawiony na mocno pochylonym brzegu, np. na grobli.

Zdjęcie: Zaplatanie ścian na materacu faszynowym, rok 1950. Autor van Oorschot

Anefo, CC0, dzięki Wikimedia Commons.

Obraz: Zaplatanie ścian. Źródło: [Zink- en aanverwante werken, benevens het hoe en de wijze waarop](https://repository.tudelft.nl/islandora/object/uuid%3A1ed44c19-ee2a-450d-bc3c-6e377cae54ef), B. Hakkeling, rok 1970.

Zatapianie materacy faszynowych

Kiedy materac faszynowy został zaholowany na miejsce docelowe i przycumowany, można było go zatopić. Robiono to przez obciążanie konstrukcji kamieniami i gruzem. Tę ciężką pracę wykonywano ręcznie. Robotnicy ustawiali się w rzędach, podając sobie kolejno kamienie o wadze od 10 do 30 kg. Taczkarze dostarczali balast z lądu, lub wysypywali taczki bezpośrednio na materace z pokładów łodzi.

Żeby zatopić na morzu 1 m2 materacu faszynowego potrzeba prawie 200 kg obciążenia. Najwięcej balastu umieszczano przy krawędziach, aby materac się nie przewrócił podczas zatapiania. Kiedy konstrukcja opadła na dno, dokładano jeszcze jedną tonę większych kamieni. Żeby zatopić materac w rzece wystarczyło mniejsze obciążenie – około 120 kg na 1m2 do zatonięcia i 300 kg, aby utrzymać go w miejscu. Więcej kłopotów nastręczało znalezienie odpowiedniej ilości kamieni, niż witek.

Kluczowe było wybranie na prace odpowiedniej pory, ponieważ materace faszynowe mogły być zatapiane jedynie na spokojnym morzu przy słabym prądzie. Starano się jak najlepiej wykorzystać czas niskiej wody (kilka minut pomiędzy odpływem a przypływem, przyp. tłum.), nawet jeśli oznaczało to, że praca będzie odbywać się częściowo nocą.

Zdjęcie: Robotnicy montują materace do stawianych w Haringvliet (w pobliżu Hellovoetsluis) śluz, rok 1956. Anefo, CC0.

Zdjęcie: Zatapianie materacy faszynowych, rok 1968. Holenderskie Archiwa Narodowe, CC0.

Zdjęcie: Umacnianie bulwaru Vlissingen, rok 1958. Anefo, CC0.

Zdjęcie: Umacnianie grobli w pobliżu Ouwerker na Duiveland, rok 1953. Autor Joop van Bilsen / Anefo, CC0.

Zdjęcie: Zatapianie materaca. Źródło: [Zink- en aanverwante werken, benevens het hoe en de wijze waarop](https://repository.tudelft.nl/islandora/object/uuid%3A1ed44c19-ee2a-450d-bc3c-6e377cae54ef), Autor B. Hakkeling, rok 1970.

Zdjęcie: Przygotowania do zatopienia materacu. Źródło: [Holland’s rijshout](https://repository.tudelft.nl/islandora/object/uuid%3A72029c69-9567-4ad9-8883-ff428cf7d68b), Autor L.G. van Breen, rok 1920.

Zdjęcie: Cumowanie materaca daszynowego. Zwróc uwagę na drąg na pierwszym planie. Autor Joop van Bilsen / Anefo, CC0.

Nakładania na siebie materacy faszynowych

Umiejscawianie materacy faszynowych we właściwym miejscu było wyzwaniem. Nie łatwo precyzyjnie je zatapiać. Według niektórych źródeł, starano się, aby pomiędzy sąsiednimi materacami było 2-5 metrów odstępu. Unikano nakładania na siebie materacy, ponieważ prąd mógł przewrócić konstrukcję leżącą wyżej.

Gerrit Jan Schiereck, emerytowany profesor inżyniery hydraulicznej i były pracownik Holenderskiego departamentu robót publicznych, ma inne zdanie: „Wbrew temu, co mówią niektóre podręczniki, koniecznie było, aby materace faszynowe częściowo nachodziły na siebie.” ¹

Nie wszystkie materace były budowane na planie prostokąta. Aby wpasować je do istniejących urządzeń, dna rzeki, albo innych nieregularności, materace często przybierały formy trapezów lub nierównobocznych czworokątów. Jednak jeśli się dało, to unikano kształtów z wciętymi narożami.

Obraz: Źle położone materace faszynowe na dnie rzeki. Źródło: [Zink- en aanverwante werken, benevens het hoe en de wijze waarop](https://repository.tudelft.nl/islandora/object/uuid%3A1ed44c19-ee2a-450d-bc3c-6e377cae54ef), Autor B. Hakkeling, 1970.

Obraz: Zestaw wielu materacy faszynowych. Źródło: [Holland’s rijshout](https://repository.tudelft.nl/islandora/object/uuid%3A72029c69-9567-4ad9-8883-ff428cf7d68b), Autor L.G. van Breen, 1920.

Pływowe zagajniki odroślowe

Wyrabianie materacy zrobionych z faszyn było uzależnione od istnienia wielkoobszarowych zagajników odroślowych dostarczających surowca. Jak dowiedzieliśmy się ze wcześniejszego artykułu, nasi przodkowie pozyskiwali drewno raczej ogławiając drzewa niż je ścinając. Holenderskie zagajniki odroślowe – „grienden” – wyróżniają się spośród reszty ze względu na ich „mokre” gleby i okazyjne zalewanie przez wysokie poziomy wody i pływy. W przeciwieństwie do innych gatunków drzew wierzba znosi słoną wodę i (tymczasowe) zalewanie. Dzięki temu, zagajniki można było sadzić na gruntach nie nadających się pod uprawę.

W 1915 roku, około 14 tys. ha lasów w Holandii stanowiły nadrzeczne lub pływowe zagajniki - w porównaniu do 85 tys. ha „normalnych” plantacji i 155 tys. ha tradycyjnych lasów. Większość z nich leżała wzdłuż ujść rzek, za groblami, oraz w poprzecinanych rzekami regionach Południowej Holandii i Północnej Brabancji. Największy kompleks zagajników znajdował się w Biesbosch (dzisiaj to teren parku narodowego, przyp. tłum.) W zagajnikach hodowano ponad 200 odmian wierzby. Na wyjałowionych glebach holendrzy sadzili pomiędzy wierzbami olchy, których spadające liście nawoziły glebą, pomagając zagajnikom dłużej pozostać produktywnymi.

Zagajniki odroślowe nierzadzko otaczał wał nie dopuszczający wody do wdarcia się przy normalnych falach. Plantacje były wtedy zalewane tylko podczas zimowych sztormów. Zastawki zapewniały, że woda będzie spływać powoli, pozwalając osadzić się zawieszonym w niej osadom użyźniającym glebę. Zagajniki przecinały rowy odprowadzające stagnującą wodę szkodliwą dla drzew. Robotnicy korzystali z wąskich kanałów do transportu łodziami ściętych witek. Nadrzeczne zagajniki sadzono pomiędzy groblami, a poziom wód gruntowych – zależny od sąsiadujących rzek – określał warunki dla drzew.

Zbiór witek wymagał równie dużo pracy co wyplatanie faszyn. Pielęgnacja drzew odbywała się tylko ręcznie i koncentrowała się głównie w zimowych miesiącach. Pracownicy plantacji ścinali witki kiedy liście opadły i wiązali je we wiązki. Sadzili również nowe drzewa (wsadzając ucięte gałązki w ziemię), oczyszczali rowy i usuwali drewno. Większość robotników pracujących w zagajnikach brało dniówki w porach roku kiedy na roli było niewiele pracy. Kwaterowali się przeważnie w małych chatkach i łódkach na terenie plantacji. ²

Zdjęcie: Zagajnik wierzbowy posadzony za groblę w Oude Mass (Carnisse Grienden). Ceinturion, (CC BY-SA 3.0).

Obraz: Biesbosch w 1908 roku. Źródło: [Wilgenkartering in de Brabantse, Sliedrechtse en Dordtse Biesbosch, 2012-2013](http://www.ecologischadviesbureaumaes.nl/429_I.pdf). Park Narodowy Biesbosch, 2014.

Zdjęcie: Zalewowe zagajniki odroślowe (Anna-Jacominaplaat) w 1950 roku. Źródło: [Wilgenkartering in de Brabantse, Sliedrechtse en Dordtse Biesbosch, 2012-2013](http://www.ecologischadviesbureaumaes.nl/429_I.pdf). Park Narodowy Biesbosch, 2014.

Zdjęcie: Rów przecinający plantacje wierzby (1930-1950). Źródło: [Wilgenkartering in de Brabantse, Sliedrechtse en Dordtse Biesbosch, 2012-2013](http://www.ecologischadviesbureaumaes.nl/429_I.pdf). Park Narodowy Biesbosch, 2014.

Zdjęcie: Chatka pracowników na wzniesieniu. Źródło: Archiwum Regionalne Dordrecht. (CC-BY-SA 4.0).

Zdjęcie: Łódź mieszkalna w zagajniku odroślowym. Źródło: Archiwum Regionalne Dordrecht. (CC-BY-SA 4.0).

Ewolucja w latach 60.

W następstwie katastrofalnych powodzi w latach 50. XX w. Holendrzy zawiązali grupę roboczą, która miała za zadanie opracować metody usprawniające i przyspieszające wytwarzanie materacy faszynowych. Plecenie faszyn - zajęcie zabierające około jedną trzecią całej pracy przy wyrobie materacy - po raz pierwszy spróbowano zmechanizować. „Maszyna faszynowa” – zasilana silnikiem diesla o mocy 2 kM – pojawiła się w roku 1956. Mogła wypleść 10 tysięcy faszyn tygodniowo, wystarczająco dużo do zrobienia 2,300 m2 materacy. Od lat 50. holendrzy zaczęli używać dźwigów i podajników wibracyjnych do przemieszczania gruzu i zaczęli budować nadbrzeża, aby wyplatać materace blisko brzegu na rozległych stokach, dzięki czemu uniezależnili budowę od pływów i lepiej organizowali pracę. Również techniki zatapiania ewoluowały.

Wynalezienie geotekstyliów (jako właściwych barier dla piasku) obniżyło zapotrzebowanie na surowiec z plantacji wierzby i na trzciny. To był kluczowy moment, ponieważ istniejące ówcześnie w kraju zagajniki nie mogły by sprostać zapotrzebowaniu Prac Delta. Holenderskie zalewowe i rzeczne zagajniki odroślowe zaczęły służyć innym celom, a materace faszynowe stały się mało znaczącym odbiorcą surowca. Ważniejsze stało się wyplatanie koszyków i skrzyń, a szczególnie wyrób bednarek (taśm okalających klepki beczki, przyp. tłum.) na beczki na śledzie – ważny holenderski towar eksportowy w tym czasie. Holendrzy wykorzystywali odpady z plecenia bednarek do wyplatania materacy faszynowych. Jednak po pierwszej wojnie światowej żelazne taśmy zaczęły zastępować wiklinowe bednarki. Co więcej, paliwa kopalne ułatwiły osuszanie gruntów, przez co, coraz mniej terenów było dostępnych na zakładanie zagajników odroślowych. Z 14 tys. ha zalewowych i rzecznych zagajników w 1915, zostało tylko 2 tys. w roku 1983.

Tradycyjne materace faszynowe – nie używające geotekstyliów – zniknęły prawie całkowicie. Korzysta się z nich jeszcze w rezerwatach przyrody, jednak zainteresowanie nimi powoli wraca. Produkcja stali, cementu i plastiku emituje dwutlenek węgla i produkuje zanieczyszczenia, kiedy tradycyjne materace faszynowe pochłaniają węgiel z atmosfery i zatrzymują go na dnie mórz i rzek na wieki – bez zanieczyszczeń i paliw kopalnych.

Podziękowania dla Gerrit Jan Schiereck, Bart Schultz, i Alice Essam.

Odniesienia:

De Bruin, Dick, and Bart Schultz. “A simple start with far‐reaching consequences.” Irrigation and Drainage: The journal of the International Commission on Irrigation and Drainage 52.1 (2003): 51-63.

Zink- en aanverwante werken, benevens het hoe en de wijze waarop, B. Hakkeling, 1970.

JW van Westen, Ontwerp en uitvoering van zinkwerken, 1969.

Holland’s rijshout, L.G. van Breen, 1920.

J.A.M. Schepers, Een landelijk overzicht van de grienden, 1988

Getijdenbossen, F.W. Rappard, 1971

Rijshout-, riet- en stroconstructies, J.C Visser 1954

Stroomzinken 1967-1968, H.Y. Wenning

De teelt van griend- en teenhout in nederland en het naburige vlaanderen. DWP Wisboom van Giessendam, 1878.

Geschiedenis van de techniek in nederland. De wording van een moderne samenleving. 1800-1890, deel III. H.W. Lintsen, 1993.

Wilgenkartering in de Brabantse, Sliedrechtse en Dordtse Biesbosch, 2012-2013. Nationaal Park de Biesbosch, 2014.

Wiadomość uzyskana w rozmowie telefonicznej 2 listopada 2021. ↩︎
Jak mi wiadomo, duże materace faszynowe nie wyszły poza Niderlandy. Jednak holenderscy inżynierowie (np. Johannis de Rijke) wprowadzili tę technologię do Japonii w okresie Meji (1868-1912). W Japonii robiono je z bambusa. Kilka lat temu użyto tej technologii w regionie Hokuriku. Rzeczne zagajniki odroślowe można spotkać w dzisiejszej Belgii (wokół Bornem) i w Polsce, jednak dostarczają one surowca tylko dla koszykarstwa. ↩︎

Miejskie stawy rybne: akwakulturowe oczyszczanie ścieków miast i miasteczek

Sun, 28 Mar 2021 00:00:00 +0000

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.

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

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

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.

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.

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

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

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.](https://www.facebook.com/takeprideineastkolkatawetlands/) (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

Zdjęcie. Stawy rybne zasilane ściekami są pewnym źródłem białka dla małorolnych chłopów. Źródło: [Fish Farming in the East Kolkata Wetlands, Ramble On, Priya Mallic](https://takeabookalong.wordpress.com/2013/08/12/fish-farming-in-the-east-kolkata-wetlands/).

Zdjęcie: Ryby wyłowione z Mokradeł Wschodniej Kolkaty. Źródło: [Fish Farming in the East Kolkata Wetlands, Ramble On, Priya Mallic](https://takeabookalong.wordpress.com/2013/08/12/fish-farming-in-the-east-kolkata-wetlands/).

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”.

Zdjęcie: Widok na niegdysiejszy akwakulturowy system oczyszczania ścieków w Monachium – dzisiaj ostoja dzikich ptaków. Autor: Peter Schleypen, 2012. Źródło: [Historisches Lexikon Bayerns](https://www.historisches-lexikon-bayerns.de/Lexikon/Abwasserbehandlung_(nach_1945))

W takim razie zdziwicie się. Na początku XX wieku 90 takich systemów działało w Niemczech. Aż do lat 90., ¹⁵ 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. ¹⁵

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.

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. ¹⁶

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. ¹⁷ 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. ¹⁸ 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. ¹⁹ 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. ²⁰ Co więcej, około 10% światowej populacji prawdopodobnie już spożywa pożywienie z pól nawadnianych ściekami. ²¹ Nawet w Unii Europejskiej, z jej sławnymi surowymi regulacjami, wielu rolników wylewa na swoje pola szlamy ściekowe - europejskim konsumentom najwyraźniej to nie przeszkadza.

Zdjęcie: Tilapia nilowa (Oreochromis niloticus)

Zdjęcie: Wietnamski sum szary (Plotosus canius)

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. ²²

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. ²³ To nie było osamotnione badanie. Nad bezpieczeństwem ryb hodowanych w zbiornikach ściekowych przeprowadzono wiele innych. ²⁴

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. ²⁵ ²⁶ 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. ²⁷ ²⁸

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. ¹⁵

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

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 ²⁹ ³⁰ 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. ³¹ 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. ³²

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.

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 ↩︎
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/ ↩︎
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. ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎
Edwards, P. (2015). Aquaculture environment interactions: past, present and likely future trends. Aquaculture, 447, 2-14. ↩︎
Edwards, P. (1996). Wastewater reuse in aquaculture: Socially and environmentally appropriate wastewater treatment for Vietnam. The ICLARM Quarterly, January. ↩︎
Mukherjee, J. (2020). Blue Infrastructures. Springer Singapore. ↩︎ ↩︎
Ho, L., & Goethals, P. L. (2020). Municipal wastewater treatment with pond technology: Historical review and future outlook. Ecological Engineering, 148, 105791. ↩︎ ↩︎
Edwards, P. (2009). Traditional asian aquaculture. In New Technologies in Aquaculture (pp. 1029-1063). Woodhead Publishing. ↩︎ ↩︎ ↩︎
A term attributed to Dhrubajyoti Ghosh, a high-profile activist for the Eastern Kolkata Wetlands. ↩︎
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. ↩︎ ↩︎
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. ↩︎ ↩︎ ↩︎
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. ↩︎ ↩︎
Datta, S. (2006). Waste Water Management Through Aquaculture. Journal of Environmental Management. 1. 339-350. ↩︎
Mukherjee, J. (2020) citing Dhrubajyoti Ghosh. ↩︎
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). ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎
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. ↩︎
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. ↩︎
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 ¹⁹ 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. ↩︎
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. ↩︎ ↩︎ ↩︎
W Niemczech w XX wieku konsumenci początkowo odrzucali te ryby, ale gminy angażowały się w publiczne kampanie edukacyjne, aby przekonać ludzi, że są bezpieczne. ¹⁵ 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. ²¹ Również w Kolkacie ryby karmione ściekami nadal stanowią 40% lokalnego rynku rybnego, chociaż konsumenci mają dostępne alternatywy. ↩︎
WHO (2015) Sanitation. Fact sheet no. 392. World Health Organization, Geneva ↩︎ ↩︎
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. ↩︎
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. ↩︎
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 ¹⁹ ²⁹ ³⁰ ³² ↩︎
Edwards, P. (2004). Decline of wastewater-fed aquaculture in Hanoi. Aquaculture Asia, Volume IX (4, October-December): 13-14. ↩︎
Hoan, V. Q., & Edwards, P. (2005). Wastewater reuse through urban aquaculture in Hanoi, Vietnam: status and prospects. Urban aquaculture. CABI International, Wallingford, 103-117. ↩︎
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 ↩︎
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 ↩︎
Bunting, S. W. (2007). Confronting the realities of wastewater aquaculture in peri-urban Kolkata with bioeconomic modelling. Water Research, 41(2), 499-505. ↩︎ ↩︎
Jana, B. B. (1998). Sewage-fed aquaculture: the Calcutta model. Ecological Engineering, 11(1-4), 73-85. ↩︎ ↩︎
Stein, S. (2019). Capital city: Gentrification and the real estate state. Verso Books. ↩︎
Mara, D. (2013). Domestic wastewater treatment in developing countries. Routledge. ↩︎ ↩︎

Prysznice mgiełkowe: zrównoważona dekadencja?

Thu, 17 Oct 2019 00:00:00 +0000

Zdjęcie: Prysznic mgiełkowy - zestaw do samodzielnego montażu. Jonas Görgen.

W świecie bez paliw kopalnych nie będziemy mogli codziennie brać gorących pryszniców – chyba że będzie to prysznic mgiełkowy. Prysznic mgiełkowy to zapomniana, chociaż w pełni użyteczna technologia. Dizajner Jonas Görgen opracował zestaw do samodzielnego montażu, dzięki któremu można praktycznie każdy zwykły prysznic zmienić w prysznic mgiełkowy. Jonas wysłał mi taki zestaw do testów.

Ślad węglowy jednego prysznica

Prysznicom nie poświęca się wiele uwagi w kontekście zmian klimatycznych. Jednak, tak samo jak nasze samoloty, samochody czy systemy ogrzewania, stały się niezwykle marnotrawne i pozostawiają po sobie duży ślad węglowy. Wszystko po to, aby zaspokoić podstawową ludzką potrzebę: umycia się. Wiele z nas każdego dnia wylewa w kabinie prysznicowej około 70 litrów gorącej wody, tylko po to, żeby się oczyścić.

Ta czynności wymaga dwóch cennych nie występujących w nadmiarze surowców: wody i energii. Więcej uwagi poświęca się wysokiemu zużyciu wody przez prysznice, ale ich konsumpcja energii jest tak samo problematyczna. Grzanie wody stoi na drugim miejscu w domowym zużyciu energii (po ogrzewaniu), a wiele z tej energii idzie na prysznice. Dostarczenie wody, a później jej oczyszczanie, również pożera mnóstwo energii.

W przeciwieństwie do ogrzewania domu, którego zużycie energii spadło w ostatnich kilku dekadach, zużycie energii na grzanie wody rośnie. Jednym z powodów jest to, że ludzie biorą dłuższe i częstsze prysznice, oraz że używają coraz potężniejszych baterii prysznicowych. Na przykład w Holandii od 1992 do 2016 roku częstotliwość brania pryszniców wzrosła z 0.69 do 0.72 raza dziennie, długość przebywania w kabinie wydłużyła się z 8.2 do 8.9 minut, a średni przepływ wody wzrósł z 7.5 do 8.6 litra na minutę. ¹

W wielu społeczeństwach przemysłowych normą jest brać prysznic co najmniej raz dziennie

Podliczając te wartości, przeciętny holender w 2016 zużywał 50.2 litrów wody dziennie na prysznic - w porównaniu do „tylko” 39.5 litrów w 1992 roku. To są ostrożne szacunki, ponieważ nie wliczają pryszniców branych poza domem np. na siłowni. Badania pokazują, że w wielu społeczeństwach przemysłowych, szczególnie pośród młodych ludzi, normą jest brać prysznic co najmniej raz dziennie. ²³⁴

Zdjęcie: Prysznic pierwotny. Wylewanie na siebie (lub drugą osobę) wody z wiaderka. Autor: Daniel Julie (CC-BY-2.0).

Przyjrzyjmy się teraz zużyciu energii i emisji CO2 codziennego prysznica, biorąc za przykład holendrów. Ogrzanie 76.5 litra wody (8.9 min x 8.6 l/min) z 18 do 38 stopni Celsjusza wymaga 2.1 kWh energii. W zależności od źródła energii (gaz ziemny, elektryczność), udziału paliw kopalnych w sektorze energii elektrycznej (lub wydajności bojlera gazowego), emisja CO2 przeciętnego prysznica będzie wynosić od 0.462 do 0.921 kg CO2. ⁵ Jeśli porównamy ten wynik do ilości węgla emitowanego przez w miarę oszczędny samochód osobowy, to będzie się to równać 3.5 -7.0 kilometrom jazdy samochodem. Pamiętajmy, że ten wynik nie zawiera energii potrzebnej do dystrybucji wody i jej oczyszczenia.

Emisja przeciętnego prysznica równa się 3.5-7.0 km jazdy samochodem

Energię na prysznice można by oczywiście wziąć z odnawialnych źródeł energii (w domyśle mniej emisyjnych, przyp. tłum.). Jednakże, jeśli 8 miliardów ludzi miałoby codziennie kąpać się pod prysznicem, to całkowite zużycie energii na ten ceł wyniosłoby 6 123 TWh – czyli 3.8 raza więcej energii niż wygenerowały wszystkie światowe turbiny wiatrowe w 2020 roku. Wszystkie pracujące dzisiaj turbiny wiatrowe starczyłyby na zapewnienie gorących, „zrównoważonych” pryszniców jedynie 2 miliardom ludzi. Co więcej, wykorzystanie zrównoważonej energii nie zmniejsza zużycia wody. Żebyśmy się dobrze zrozumieli. Energia odnawialna jest częścią rozwiązania problemu – kotły solarne, biomasa*, wiatraki generujące ciepło – ale musimy pamiętać, że w post-węglowym świecie, dostępność surowców będzie niższa.

*Komentarz tłumacza: Spalanie biomasy emituje więcej CO2 na jednostkę energii niż spalanie paliw kopalnych z powodu niższej kaloryczności paliwa.

Potężniejsze prysznice

Od lat 90. XX wieku dostępne są w sprzedaży głowice niskoprzepływowe, podnoszące wydajność zużycia wody podczas kąpieli. Głowice te zużywają od 4 do 9 litrów wody na minutę, czyli mniej więcej połowę mniej niż normalne baterie (10-15 l/min). Założono je w prawie połowie holenderskich domów (rok 2016), jednak zużycie wody podczas przeciętnego prysznica nie spadło od lat 90., tylko wzrosło. ¹

Zdjęcie: Deszczownica: Źródło: soak.com

Powodem tego jest to, że reszta Holendrów zamontowała deszczownice, w których przepływ wynosi około 25 l/min – dwa razy tyle co zwykła głowica i trzy razy tyle co wolnoprzepływowa. Gorący 8.9 minutowy prysznic pod deszczownicą zużywa 222 litrów wody i 6.3 kWh prądu elektrycznego. Ślad węglowy jest równy 14.3-21.3 km jazdy przeciętnym samochodem.

Życie przed pojawieniem się pryszniców

Dla młodszych czytelników może to być zaskoczeniem, ale zaledwie 50 lat temu większość ludzi w społeczeństwach przemysłowych w ogóle nie brała pryszniców. Zamocowane nad wanną głowice prysznicowe weszły do powszechnego użycia dopiero w latach 70., a sześcienne kabiny prysznicowe stały się popularnym wyposażeniem nowych domów dopiero w latach 80. i 90. ²³⁴ Przed nadejściem pryszniców ludzie brali jedną (albo kilka) kąpiel w wannie w tygodniu, a pomiędzy nimi myli się w umywalce lub w misie za pomocą ręcznika czy gąbki.

Tygodniowe zużycie wody i energii przez codzienne prysznice szybko przekroczyło zużycie wody i energii jednej, dwóch lub nawet trzech, kąpieli w wannie w tygodniu

Prysznic jest często przedstawiany jako bardziej zrównoważona alternatywa dla kąpieli w wannie, ponieważ uważa się, że ta druga zużywa więcej wody. Jednak tygodniowe zużycie wody i energii przez codzienne prysznice szybko przekroczyło zużycie wody i energii jednej, dwóch lub nawet trzech kąpieli w tygodniu (jest to dobry przykład tzw. paradoksu Jevonsa, przyp. tłum.). ² Mycie się gąbką lub ręcznikiem oszczędza jeszcze więcej wody i energii, ponieważ wystarczy około 2 litrów wody, aby umyć się w ten sposób, a woda może być zimna, ponieważ nie potrzeba całego ciała nagle wystawiać na jej działanie.

Obraz: Mycie się gąbką. Letni poranek, obraz Carl Larssona, 1908 rok.

Organizacje na rzecz ochrony środowiska, spółki wodociągowe i władze komunalne nakłaniają ludzi w społeczeństwach przemysłowych do używania głowic wolnoprzepływowych, brania krótszych pryszniców i instalowania energooszczędnych bojlerów. Jednak te instytucje nigdy nie wspominają, że istnieją jeszcze inne czynniki, które wpływają na całkowite zużycie wody w domu: częstość brania pryszniców, temperatura wody („bierz zimny prysznic”), albo nawet samo to, jak bierzemy prysznic – nikt nie powie, że można umyć się gąbką w umywalce. Wychodzi na to, że codzienny gorący prysznic nie jest już postrzegany jako luksus, ale jako podstawowa potrzeba.

Dlaczego bierzemy prysznic?

Prysznic nie służy tylko umyciu ciała. Prysznic całkowicie nacelowany na oczyszczenie ciała – tak zwany prysznic marynarski – zajmuje bardzo niewiele czasu i zużywa mało wody i energii. Prysznic marynarski to 30 sekund lania wody na zmoczenie ciała, namydlenie całego ciała kiedy woda nie leci, i 30 sekund na spłukanie mydła.

Obraz: Do lat 70. XX w. pryszniców używano jedynie w koszarach lub więzieniach, żeby umyć w krótkim czasie dużą ilość osób. [^2] Grafika: La douche au Régiment, obraz autorstwa Eugène Chaperon, 1887 rok.

Obliczmy teraz ile wody i energii zużywa się podczas prysznica marynarskiego, biorąc do obliczeń średni przepływ wody ze zwykłej głowicy prysznicowej. Gorący prysznic marynarski zużyje jedynie 8.3 litra wody i 0.2 kWh energii w czasie jednej minuty. Umycie się gąbką miałoby jeszcze niższe zużycie wody i energii. Powiedzmy sobie szczerze, że codzienne oblewanie się gorącą wodą przez 9 minut nie jest w żadnym wypadku podstawową ludzką potrzebą: jest zachcianką. Od lat 90. codzienny gorący prysznic jest przedstawiany w reklamach jako sposób na relaksację, uwolnienie stresu i zmysłową przyjemność. ²⁴

Prysznic mgiełkowy

Mycie się pod prysznicem po to, aby zaspokoić nasze zachcianki, zdaje się kłócić z przeznaczeniem prysznica, czyli z oszczędzaniem wody i energii do umycia się. Dysponujemy jednak technologią, która może pogodzić ze sobą oba sprzeczne powody do brania prysznicu: jest to prysznic mgiełkowy. Tego typu prysznic rozprasza za pomocą dysz strumień wody na maleńkie kropelki (mniejsze niż 10 mikronów), tym samym znacznie obniżając przepływ wody. Pierwszy wymyślił go Buckminster Fuller w 1936 roku. Fuller opracował prysznic mgiełkowy dla swojej łazienki Dymaxion (nazwał go „pistoletem mgiełkowym”). Podobne patenty powróciły w latach 70. podczas wielu eksperymentów i testów nad ręcznym myciem i kąpielą w strumieniu zatomizowanej wody.

Grafika z lewej: Prysznic mgiełkowy opracowany przez NASA. Po prawej: Prysznic mgiełkowy opracowany przez kanadyjską Minimum Housing Group. Oba pochodzą z lat 70. XX w. [^7]

NASA opracowało swój własny prysznic mgiełkowy sterowany zamocowaną na giętkim przewodzie ręczną dyszą z wbudowanym włącznikiem uruchamianym kciukiem. Średnie zużycie wody podczas 9 minutowego prysznica wynosiło 2.2 litra wody, co odpowiada przepływowi równemu 0.24 l/min. ⁶ Kanadyjski zespół projektantów Minimum Housing Group opracował i przetestował wiele pryszniców mgiełkowych. Osiągnęli przypływ wynoszący 0.33 l/min. ⁷ Testy na obecność bakterii na skórze po umyciu pokazały, że prysznice mgiełkowe myją ciało równie dobrze jak „normalne” prysznice, trwające tak samo długo – z tą różnicą, że zużywają 30-40 razy mniej wody.

Jonas Görgen opracował zestaw, który zamienia prawie każdy prysznic, w prysznic mgiełkowy

Młody dizajner Jonas Görgen, absolwent Akademii Projektowania w Eindhoven, zafascynował się historią pryszniców mgiełkowych i postanowił sam zaprojektować jeden z nich. Görgen w dwóch istotnych aspektach ulepszył technologię w porównaniu do poprzednich projektów. Po pierwsze, jego zestaw może zmienić prawie każdy prysznic w prysznic mgiełkowy, bez skomplikowanych przeróbek. Po drugie, jego prysznic składa się z trzech do sześciu dysz, a nie z jednej. Dzięki temu w prosty sposób, kiedyś mało komfortowa czynność, zamienia się w przyjemne i ożywcze doświadczenie, porównywalne do „normalnego” prysznica, za to dużo bardziej oszczędne.

Zdjęcie: Sześciodyszowy prysznic mgiełkowy w łazience dizajnera Jonas Görgen. Zdjęcie: Jonas Görgen.

Zestaw, który wysłał mi Görgen, zawierał sześć dysz, kilka złączek i rozdzielaczy, trochę plastikowych wężyków do przycięcia na wymiar i kilka kawałków miedzianego drutu („aby unieruchomić i ustawić dysze we właściwym miejscu”). Bez żadnej pomocy sam zainstalowałem pięciodyszowy prysznic mgiełkowy w mniej niż 20 minut, ale muszę przyznać, że moje działo raczej nie zdobyłoby nagrody za najlepszy dizajn (Jonas skonstruował znacznie piękniejszy prysznic do swojej pracy zaliczeniowej), ale jako dzieło zrób-to-sam mój prysznic jest po prostu genialny.

Zmierzyłem, że przepływ wody przez pięć dysz wynosi 2 l/min, czyli 5 razy mniej niż z mojej przestarzałej głowicy prysznicowej

Tak ustawiłem dysze, że cztery są przymocowane na stałe (jedna celuje na głowę, jedna na plecy i dwie na biodra), a piąta jest ruchoma i mogę nią dowolnie kierować – tak samo jak w eksperymentalnym prysznicu NASA. Więcej niż jedna dysza podnosi zużycie wody, ale i tak oszczędności są znaczne.

Zdjęcie: Zbliżenie na prysznic mgiełkowy. Autor: Kris De Decker.

Zmierzyłem, że przepływ wody przez pięć dysz wynosi 2 l/min, czyli 5 razy mniej niż z mojej przestarzałej baterii prysznicowej (10 l/min) i 12.5 raza mniej niż w przypadku deszczownicy. To naprawdę zdumiewające, jak duże oszczędności można osiągnąć inwestując tak niewiele. Jonas pisze, że jego prysznic nie zmniejsza komfortu kąpieli (tak jak sugerują to badania z lat 70.) i ja się z tym w pełni zgadzam. Wcześniejsze prysznice mgiełkowe nie zapewniały komfortu, bo stosowały tylko jedną dyszę.

Oszczędność energii pryszniców mgiełkowych

Prysznice mgiełkowe oszczędzają mniej energii niż oszczędzają wody. Wynika to z tego, że wymagają one wyższej temperatury wody. Zwiększona powierzchnia wody (spowodowana atomizacją strumienia, przy. tłum.) zmniejsza przepływ wody, ale jednocześnie powoduje, że woda szybciej się ochładza. Nawet jeśli z kranu lecie woda o maksymalnej temperaturze (z reguły 60ºC, czyli na tyle dużo, że można się oparzyć), to rozpylona z dyszy szybko traci ciepło, tym bardziej, im dysza jest dalej od ciała. Rozwiązaniem jest ustawić dysze możliwie najbliżej ciała. Ja zrobiłem to z pomocą żelaznego drutu i taśmy klejącej, ale wy możecie zrobić to bardziej elegancko.

Prysznice mgiełkowe oszczędzają mniej energii niż wody

Zauważyłem, że woda o temperaturze około 50ºC zapewnia wystarczający komfort cieplny, ale możliwe, że w zimie trzeba będzie podnieść temperaturę. Do obliczeń zużycia energii i wody pięciodyszowego prysznica mgiełkowego przyjmę więc temperaturę 60ºC. Przy przepływie równym 2 l/min, 8.9 minutowy prysznic zużywa 17.8 litrów wody. Ogrzanie tej ilości z 18 do 60ºC wymaga 1.04 kWh energii. To połowa energii jaką zużywa przeciętny prysznic brany w Holandii (2.1 kWh) i sześć razy mniej energii niż podczas kąpieli pod deszczownicą (6.3 kWh).

Zdjęcie: Zestaw prysznicowy zrób-to-sam Jonasa Görgena w zbliżeniu. Autor: Kris De Decker.

Można by jeszcze bardziej zmniejszyć zużycie energii, jeśli prysznic brałoby się w zamkniętej kabinie prysznicowej (zamkniętej od góry, przyp. tłum.), która podnosi komfort termiczny przy niższej temperaturze wody. Kolejnym trikiem, na zwiększenie komfortu termicznego w zimie, jest szersze otwarcie dysz, co zwiększy wielkość kropel wody. To spowoduje mniejszą utratę ciepła, ale za to wzrost zużycia wody. Znalezienie równowagi pomiędzy oszczędnością wody, a energii, to kwestia indywidualna, zależna od lokalnych okoliczności.

Często podnosi się zarzut przeciwko głowicom oszczędzającym wodę, że ludzie z nich korzystający biorą dłuższe prysznice, a tym samym, zużywają tyle samo wody. Taki sam zarzut można odnieść do pryszniców mgiełkowych, ponieważ stosowanie mgiełki zwiększa czas potrzebny do spłukania mydła. 8.9 minut to jednak wystarczający czas by dokładnie spłukać mydło i szampon. W swoich eksperymentach NASA dowiodła, że 9 minut kąpieli i jedna dysza w zupełności wystarczą, aby namoczyć się i dokładnie opłukać. Mycie długich włosów będzie bardziej problematyczne, ale i temu można zaradzić przez większe otwarcie dysz i zwiększenie przypływu wody.

Na ile dysz nas stać?

Pięciodyszowy prysznic mgiełkowy zapewnia znaczącą oszczędności wody i energii w porównaniu do ”normalnego” prysznica, bez spadku komfortu. Jednak czy jest wystarczająco zrównoważony? Jeśli osiem miliardów ludzi zaczęłoby używać pięciodyszowych pryszniców mgiełkowych, to wszystkie obecnie pracujące turbiny wiatrowe, zapewniłyby tylko jeden gorący prysznic dziennie dwóm miliardom ludzi. Porównując prysznic mgiełkowy do jednominutowego prysznica marynarskiego – który skupia się w pełni na wydajności, a nie na przyjemności – zużycie energii będzie 5 razy wyższe, a wody 2 razy wyższe. Sprawdźmy więc, co się stanie, jeśli zmniejszymy ilość dysz, nie zmieniając jednak częstości i czasu trwania mycia.

Trzy dysze – przepływ wody ok. 1 l/min – to minimum, aby zapewnić komfort gorącego prysznica

Według mnie trzy dysze – przepływ wody ok. 1 l/min - to minimum, aby zapewnić komfort gorącego prysznica. 8.9 minutowy prysznic w takiej konfiguracji zużyje 8.9 litra wody, co odpowiada jednominutowemu prysznicowi marynarskiemu. Zużycie energii spadnie do 0.52 kWh, czyli wyniesie 2-3 razy więcej niż prysznic marynarski. W ten sposób zapewnimy 8 miliardom ludzi gorący prysznic zasilany wiatrem.

Zdjęcie: Dysza prysznica mgiełkowego. Autor: Kris De Decker.

Jeśli zgodzimy się na poświecenie komfortu na rzecz prostego i szybkiego umycia się, z minimalnym zużyciem energii i wody, to możemy korzystać tylko z jednej dyszy – tak jak w latach 70. Z jednej dyszy przepływ wody wyniósłby 0.3 l/min, co znaczy, że do 8.9 minut mycia potrzeba tylko 2.67 litra wody i 0.156 kWh energii. Jest to wartość podobna do tej jaką uzyskamy myjąc się w umywalce gąbką, ale jest znacznie niższa niż jednominutowy prysznic marynarski. Wszystkie turbiny wiatrowe zapewniłyby energię na 8.9 minutowy gorący prysznic mgiełkowy dla 26.6 miliarda ludzi.

Zużycie energii przez prysznic mgiełkowy będzie wyższe niż normalnego prysznica, jeśli użyjemy więcej niż 15 dysz

Wynika z tego, że zużycie wody (a energii jeszcze bardziej) przez prysznic mgiełkowy szybko wzrasta wraz z ilością przyłączanych dysz. Zużycie wody przy 20 dyszach będzie ciągle niższe niż przy normalnym prysznicu (6.7 l vs. 8.3 l), ale zużycie energii będzie już większe: 3.1 kWh w porównaniu do 2.1 kWh. Z 10 dyszami – zobacz np. dostępny w sprzedaży Prysznic Spa Nebia – zużycie wody pozostaje bardzo niskie, na poziomie 3 l/min, ale zużycie energii będzie „tylko” 25% niższe w porównaniu do zwykłego prysznica (1.45 vs 2.1 kWh). Prysznice mgiełkowe to nie są z zasady energooszczędne urządzenia, ale będą, jeśli się je odpowiednio zaprojektuje.

Odłącz się od rury

Jedno, dwu i trzydyszowe prysznice mgiełkowe mają problem, ponieważ przepływ wody przez nie jest zbyt niski, aby aktywować nowoczesne piecyki, które nie załączają się poniżej przypływu 1 l/min. Nie jest to jednak problem nie do obejścia – można skonstruować piecyki, które załączą się przy mniejszej ilości wody – a to potencjalnie może przynieść nam jeszcze jedną korzyść: zmianę funkcjonowania całej łazienki.

Zdjęcie: Tak lubię swój prysznic mgiełkowy, że zabieram go ze sobą gdy podróżuję. Autor: Kris De Decker.

Nowoczesny prysznic to nie jest autonomiczne urządzanie. Jest podłączony do wielu sieci, np. sieci wodnej, kanalizacyjnej, sieci elektrycznej albo gazowej. Prysznic mgiełkowy (chociaż można go podłączyć do tych samych sieci) potrafi obejść się bez nich, dzięki czemu, jeszcze bardziej ograniczy zużycie zasobów.

Nowoczesne termy nie załączają się poniżej przepływu 1 l/min, więc musimy zadowolić się zimną mgiełką

Po pierwsze, przejście na prysznic mgiełkowy pozwala na użycie mniejszego i słabszego bojlera, który można zasilać z miejscowych systemów solarnych lub wiatrowych - mniejszych niż te stosowane do normalnych bojlerów. Tak naprawdę, warto się zastanowić, czy minimalistyczny prysznic wyposażony w dysze, w ogóle wymaga bojlera? Ilość wody potrzebna do umycia się pod nim jest tak mała (2.67 litra), że można ją zagrzać na ogniu (albo w czarnym pojemniku wystawionym na słońce, tak jak w prysznicach turystycznych, przyp. tłum.) - tak jak kiedyś.

Grafika: Przenośny prysznic mgiełkowy z lat 70. XX w. Ciśnienie wytwarza się za pomocą pompki rowerowej. [^7]

Po drugie, prysznice mgiełkowe pozostawią po umyciu tak niewiele wody do oczyszczenia, że można by ją oczyszczać na miejscu, a potem użyć np. do spłukania toalety czy podlania kwiatków, kiedy konwencjonalne prysznice trzeba przyłączyć do kanalizacji, ponieważ zużywają dużo wody. Po trzecie, nie potrzeba aby łazienka była podłączona do źródła wody: można w niej postawić mały zbiornik napełniany wodą z innego miejsca.

W latach 70. Kanadyjczycy eksperymentowali z przenośnymi prysznicami i stworzyli wyjątkowo mobilny zestaw. Za zbiornik wody służył zbiorniczek na płyn do spryskiwaczy z Volkswagena, który był podłączony do pompki rowerowej wytwarzającej ciśnienie. ⁷ Wystarczyło 20 ruchów pompką, żeby 2.5 litra wody osiągnęło odpowiednie ciśnienie. Mówiąc krótko, jeśli przejdziemy na prysznice mgiełkowe, to będziemy mogli do tego stopnia zmniejszyć i uprościć rozbudowaną infrastrukturę towarzyszącą nowoczesnym prysznicom, że nawet w miastach, łazienki będzie można odłączyć od sieci – to pomoże obniżyć zużycie wody i energii. To samo możemy zrobić z myciem rąk i naczyń.

Prysznic mgiełkowy Jonas Görgen nie jest jeszcze dostępny w sprzedaży. Jeśli jesteście zainteresowani to dajcie mu znać.

UWAGA: Pamiętajmy, że wszystkie prysznice niosą ze sobą ryzyko zarażania się legionellą. Mniejsze krople wody z dysz prysznica pozostają w powietrzu dłużej, co zwiększa ryzyko inhalacji bakterii. Należy zachować podstawowe środki ostrożności.

van Thiel, Lisanne. “Watergebruik thuis 2013.” TNS NIPO, Amsterdam (2014). ↩︎ ↩︎
Shove, E. A. Comfort, Cleanliness and Convenience: the Social Organization of Normality. Berg, 2003. ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎
Hitchings, Russell, Alison Browne, and Tullia Jack. “Should there be more showers at the summer music festival? Studying the contextual dependence of resource consuming conventions and lessons for sustainable tourism.” Journal of Sustainable Tourism26.3 (2018): 496-514. ↩︎ ↩︎
Hand, Martin, Elizabeth Shove, and Dale Southerton. “Explaining showering: A discussion of the material, conventional, and temporal dimensions of practice.” Sociological Research Online10.2 (2005): 1-13. ↩︎ ↩︎ ↩︎
Jeśli używamy prądu elektrycznego to powstała emisja CO2 jednego przysznica wyniesie 0.621 kg w Europie i 0.921 kg w US. [Overview of electricity production and use in Europe. European Environmental Agency, created 2017, updated 2019] [Assessing the evolution of power sector carbon intensity in the United States, Greg Schivley et al, 2018.] If gas is used, the emissions of a shower amount to between 0.462 kg (for new gas boilers) and 0.714 kg (for older boilers). [Carbon footprint of heat generation, houses of parliament.] ↩︎
Space Shower Habitability Technology, Arthur Rosener, 1972. ↩︎
Water conservation and the mist experience, 1978. ↩︎ ↩︎