Caribbean sẽ quay trở lại sau một cơn bão với sự phát minh này

Sau khi cơn bão Maria và Irma tấn công vào tháng 9 năm ngoái, Puerto Rico phải mất đến tháng 6 này để khôi phục nước cho hầu hết cư dân. Những người sống ở nông thôn và những vùng núi khó tiếp cận được chờ đợi lâu nhất.

Tại Dominica, nơi 80% dân số bị ảnh hưởng nặng nề bởi cơn bão Maria, dịch vụ nước đã không được khôi phục đến các khu vực xa xôi nhất cho đến tháng 4 năm 2018, vài tháng sau cơn bão.

Bây giờ, một mùa bão khác đã được tiến hành ở vùng biển Caribbean.

Nghiên cứu của chúng tôi về thu hoạch nước mưa - một cách chi phí thấp, công nghệ thấp để thu thập và lưu trữ nước mưa - cho thấy kỹ thuật này có thể được triển khai trên khắp vùng biển Caribbean để cải thiện các cộng đồng này tiếp cận với nước cả sau bão và trong cuộc sống hàng ngày.

Tiếp cận nước hạn chế ở vùng biển Caribbean

Ngay cả trước khi cơn bão Maria và Irma tấn công vào tháng 9 năm ngoái, một số đảo ở Caribbean không thể cung cấp nước sạch đáng tin cậy để uống và rửa cho tất cả cư dân.

Trên nhiều hòn đảo, hệ thống nước máy do chính phủ điều hành hoặc không đến được các vùng nông thôn hẻo lánh và các khu vực biệt lập khác hoặc chi phí quá cao cho các hộ gia đình có thu nhập thấp.

Theo truyền thống, cư dân ở những nơi như vậy đã lấy nước từ các nguồn dưới lòng đất, chẳng hạn như suối, giếng hoặc ở thượng nguồn - và do đó có lẽ là sạch - các dòng suối.

Ngày nay, ô nhiễm nước từ sự kết hợp của nước thải sinh hoạt, nông nghiệp, chế biến và sản xuất thực phẩm và đồ uống làm cho hầu hết nước ngầm không an toàn để uống. Theo thống kê của Quỹ quản lý nước thải khu vực Caribbean, một cơ quan liên chính phủ, có tới 85% nước thải trên khắp vùng Caribbean hiện đang được thải ra, không được xử lý, vào các sông, suối, hồ địa phương hoặc chảy thẳng ra đại dương.

Thu thập, làm sạch và lưu trữ nước mưa

Thu hoạch nước mưa là một cách khác để lấy và lưu trữ nước ngọt.

Bằng cách thu thập lượng mưa rơi tự nhiên trên mái nhà và vỉa hè trong bể, quá trình này biến nước thường rửa trôi thành tài nguyên để nấu ăn, giặt giũ, tưới tiêu và thậm chí là sản xuất nhiều nước.

Một đường ống được gắn từ máng xối của tòa nhà vào bể chứa nước mưa sẽ gây lãng phí. Liên minh vệ sinh bền vững / flickr, CC BY

Nước mưa, đặc biệt là trong mùa bão, tự do và dồi dào ở vùng biển Caribbean. Dominica có thể có tới 15 inch mưa mỗi tháng vào mùa thu. Puerto Rico trung bình 8 đến 9 inch lượng mưa một tháng từ tháng Năm đến tháng Mười Một.

Khi nước mưa được lưu trữ trong bể - có thể dao động từ 200 gallon cho hộ gia đình đến 600.000 gallon trong môi trường công nghiệp - các đường ống được nối từ bể vào nhà người, vườn hoặc bất cứ nơi nào họ cần.

Các bể phải được trang bị bộ lọc tích hợp để làm sạch nước mưa thu được, có thể lấy các loại nấm mốc, vi khuẩn và động vật nguyên sinh khi tiếp xúc với mái nhà.

Chiếc xe tăng mà chúng tôi đang phát triển cho các đảo Caribbean sử dụng bộ lọc sinh học - một thùng chứa nhiều lớp sỏi và cát, có kích thước tương đương với một máy làm mát nhỏ - để làm sạch nước mưa.

Khi nước đi qua lớp cát và sỏi, mầm bệnh và các hạt được lọc ra.

Quá trình này xảy ra hoặc về mặt cơ học - chất rắn bị mắc kẹt trong sỏi và cát - hoặc do sự săn mồi: Các vi sinh vật tốt, sống tự nhiên trong cát, tiêu thụ những chất xấu.

Bộ lọc sinh học loại bỏ tới 96,5% vi khuẩn và tới 99% vi rút từ nước mưa. Vào thời điểm vòi bếp được bật, nước sạch và an toàn để uống.

Nước mưa phục vụ thế giới

Thu gom nước mưa, từ lâu được sử dụng để phục vụ chăn nuôi và nông dân ở các vùng nông thôn trên toàn thế giới, là một phản ứng ngày càng phổ biến đối với tình trạng thiếu nước ở các nước đang phát triển.

Từ năm 2005 đến 2015, chương trình Nước cho cuộc sống của Liên Hợp Quốc đã tích cực thúc đẩy thu hoạch nước mưa như một giải pháp tiềm năng cho tình trạng thiếu nước toàn cầu. Theo một báo cáo của Hoa Kỳ năm 2006, chẳng hạn, lượng mưa trên khắp lục địa châu Phi là quá đủ để đáp ứng nhu cầu của dân số hiện tại nhiều lần.

Chính phủ Campuchia, Haiti, Trung Quốc, Thái Lan, Ấn Độ và Brazil đã triển khai hệ thống thu gom nước mưa cho các hộ gia đình và các ngành công nghiệp để giảm bớt hạn hán ở nông thôn và thiếu nước đô thị trong những thập kỷ gần đây.

Brazil cũng vậy, đã có những bước tiến đáng chú ý trong việc tận dụng nước mưa để giúp công dân sống dễ dàng hơn.

Năm 2003, một quan hệ đối tác công-tư có tên Articulação do Semi-Árido Brasileiro đã đưa ra 1 1 Cisterns, một sáng kiến ​​nhằm cung cấp cho 1 triệu hộ gia đình ở những vùng dễ bị hạn hán của đất nước Nam Mỹ có nước mưa dễ tiếp cận.

Các vùng bán khô hạn như Pernambuco, một tiểu bang ở vùng đông bắc, có thể đi bảy đến chín tháng mà không có mưa. Một bể chứa 4.500 gallon - gần bằng kích thước và trọng lượng của xe buýt Greyhound - thu thập đủ nước trong mùa mưa mà một gia đình bốn người có thể sống nhờ nó trong ba đến bốn tháng trong thời tiết khô hơn.

Vào năm 2014, chương trình đã đạt được mục tiêu phục vụ 1 triệu hộ gia đình Brazil.

Những thách thức ở vùng biển Caribbean

Bất chấp những thành công toàn cầu này, rất ít quốc gia vùng Caribbean đã hành động để thực hiện thu hoạch nước mưa ở bất kỳ quy mô đáng kể nào.

Trong Thung lũng Artibonite Haiti Haiti, các bộ lọc sinh học được sử dụng để làm sạch nước thu được từ các giếng đất cạn. Và Liên Hợp Quốc đã giúp phát triển cơ sở hạ tầng thu hoạch nước mưa ở miền nam Jamaica để tạo điều kiện thuận lợi cho một số cộng đồng có khả năng chống chịu với biến đổi khí hậu.

Chúng tôi tin rằng thu hoạch nước mưa có thể làm việc cho nhiều vùng Caribbean hơn. Mô hình tài trợ và thiết bị chỉ cần được thiết kế để đáp ứng nhu cầu đặc biệt của đảo.

Hầu hết các bể chứa nước mưa trong các chương trình quốc tế lớn được làm từ sợi thủy tinh, nhựa khác hoặc thép hàn. Những vật liệu này có thể đắt tiền cho các gia đình hoạt động với ngân sách hạn chế, như nhiều hộ gia đình ở vùng nông thôn Caribbean làm.

Xe tăng làm bằng xi măng và dây gà

Thiết kế của chúng tôi được làm bằng sắt - một loại bê tông cốt thép mỏng được sử dụng rộng rãi để thu thập nước mưa ở Ấn Độ.

Phong cách xây dựng này có giá cả phải chăng - đặc biệt nếu được trợ cấp bởi các khoản vay nhỏ của chính phủ - bởi vì nó sử dụng các vật liệu có sẵn ở vùng biển Caribbean: xi măng, cát và nước trộn lẫn với nhau, được gia cố bằng dây gà và thép.

Xi măng hoạt động như một siêu keo, liên kết các hạt cát, thép cây và dây gà lại với nhau thành một khối nhỏ gọn, mạnh mẽ.

Phương pháp bền, rẻ này cũng phù hợp với môi trường Caribbean. Khu vực đảo dễ bị ảnh hưởng bởi không chỉ các cơn bão mà cả các trận động đất. Các thanh thép có thể chịu được rung lắc của trận động đất, trong khi xi măng chịu được gió mạnh.

Trong những cơn bão đặc biệt mạnh, các đảo Caribbean thậm chí có thể có mưa nhiều đến nỗi nó áp đảo cơ sở hạ tầng nước già cỗi của họ, đơn giản là không thể xử lý khối lượng và vận tốc của dòng chảy bão. Khi mọi người có bể chứa nước, lượng mưa dư thừa đó sẽ được sử dụng tốt.

Bây giờ chúng tôi đã thử nghiệm một hệ thống thu hoạch nước mưa lên men mô hình trên đảo Grenada. Với một số điều chỉnh để cải thiện dễ dàng xây dựng - hiện đang được tiến hành - chúng tôi tin rằng nó có thể phục vụ tốt cư dân đảo.

Chính phủ ở đó đã bày tỏ quan tâm đến việc giới thiệu thu hoạch nước mưa để tăng độ tin cậy và khả năng tiếp cận của các hệ thống nước thành phố.

Điểm dừng tiếp theo của chúng tôi để thử nghiệm hệ thống lên men và sinh học là Dominica. Và sau đó, chúng tôi hy vọng, phần còn lại của Caribbean sẽ bắt kịp.

Bài viết này ban đầu được xuất bản trên Cuộc trò chuyện của Cecilia A. Green và Farah Nibbs. Đọc văn bản gôc ở đây.