Watersuiwering

Watersuiwering omvat verskeie prosesse om gevaarlike en ander ongewenste stowwe uit besoedelde waterbronne te verwyder.

Besoedelde water kom wêreldwyd voor en al hoe meer suiwering word vereis.

Skoon water is noodsaaklik vir lewe. Ongelukkig kom water wel op meer as 70% van die aarde se oppervlakte voor – in die oseane, mere, damme, riviere, onder die grond en selfs die lug wat ons inasem bevat water – maar is dikwels besoedel. Slegs sowat 3% van die aarde se water is vars en hiervan is een kwart in werklikheid in vloeistofvorm beskikbaar, terwyl die ander veel groter deel in gletser-ys vasgevang is. Dit beteken dat minder as 1% van die totale water toeganklik en geskik is vir verbruik.

Besoedelingsprobleem

Die feit dat die wêreldbevolking jaarliks toeneem, dat meer en meer voedsel vir hulle verbou moet word en dat die groeiende hoeveelheid nywerhede water vir produksieprosesse benodig, plaas druk op die hoeveelheid beskikbare water, wat nooit verhoog nie: die watermolekules van elke glas water wat verbruik word, is al male sonder tal oor die eeue gebruik.

Nie alleen benodig al dié mense water en voedsel nie maar is die agteruitgang van beskikbare water hul voorland. Dié groeiende getal mense, voedselverbouing en nywerhede is gesamentlik vir die deurlopende agteruitgang van water verantwoordelik: varswater en selfs seewater word deur mense- en diere-afval, chemikalieë en swaarmetale besoedel. Die gehalte van water neem dus af en die behoefte aan watersuiwering neem dienooreenkomstig toe. Mens en dier het water nodig wat gesuiwer is van onder meer bakterieë en gifstowwe.

Die agteruitgang van water-ekostelsels is die volgende groot bedreiging vir watersekerheid. Die besoedeling en versouting van waterbronne neem toe, met druk op voedselproduksie, duurder voedsel wat daaruit spruit en uiteindelik politieke druk en maatskaplike onrus. Voorspellings dat oorloë in die toekoms toenemend om water kan gaan, word gereeld gehoor.

Watersuiwering-oplossings

Verskeie oplossings is oor die jare ontwikkel en verfyn om water te suiwer. Die verwagting is dat nuwe suiweringsmetodes ook in die toekoms in gebruik geneem sal word en dat die bestuur van skaars waterbronne as prioriteit sal toeneem.

Die lys van watersuiwering-oplossings sluit onder meer die volgende in:

• Chemiese behandeling. Die rouwater word in ’n doelgemaakte kom gepomp en ondergaan dan verskeie chemiese behandelings. Ontsmettingstowwe soos jodium, chloordioksied en suiwerende osoon word in die korrekte verhoudings toegevoeg om bakterieë en ander organismes te dood.

Boere word ook al hoe meer genoop om besproeiingswater op plase te behandel.

• Behandeling van besproeiingswater.
• Filtrering. Onbehandelde of rouwater word in ’n waterbehandelingsaanleg deur middel van verskeie filters van allerhande ongewensthede, insluitend plante en plastiek, gesuiwer. Sekondêr gesuiwerde riooluitvloeisel – ekstra sandfiltrering en chlorering word ingespan – word deur instellings soos Sappi, Mondi en Sasol vir verkoeling gebruik.
• Ontsouting.
• Biologiese behandeling.
• Watersuiweraars. Dit behels die gebruik van toestelle wat water behandel om ongewensthede soos siekteveroorsakende organismes en chemikalieë te suiwer.
• Atmosferiese water-opwekking. Nuwe tegnologie sorg vir die voorsiening van suiwer water. In Suid-Afrika is byvoorbeeld onlangs eenhede bekend gestel wat die vog in die lug (verkieslik 30%-90% humiditeit) doeltreffend in suiwer water omskakel. Dit kan vir huishoudings en selfs vir nywerheidsgebruik aangewend word, waar eenhede vir tot 10 000 liter water per dag kan sorg.
• Die ontsmetting van huishoudelike reënwater. Die Waternavorsingskommissie (WNK) maan in ’n artikel dat die keuse van geskikte waterbehandelingstelsels vir die behandeling van huishoudelike afvalwater belangrik is. Die bekendste metodes is chloor-ontsmetting, sonkrag-ontsmetting (algemeen bekend as Sodis), ultraviolet-ontsmetting en ook kook van water. Filtrering kan geïnkorporeer word.
• Sodis-behandeling, waar water van ses tot agt ure aan sonlig blootgestel word en van die patogene onaktief raak danksy die hitte en bestraling, werk nie so goed wanneer dit lank bewolk of reënerig is nie.
• Watersagmaking. Dit is ’n proses wat water van minerale suiwer, soos kalsium en magnesium. In huise kan water sag gemaak word deur onder meer seoliet te gebruik.
• Sedimentasie. Dit is ’n proses wat stowwe onversteurd toelaat om af te sak, soos koffiemoer in ’n dompelaar afsak. Die nadeel is dat dit baie langer kan neem vir klein deeltjies om na die bodem af te sak.
• Membraantegnologie. Hier steun die suiweringsproses op adsorpsie, wat die hegting is van een stof aan die oppervlak van ’n ander.

Kuskusgras (Vetiver grass in Engels) is een van die moontlike oplossings vir die biologiese suiwering van water.

• Fito-remediëring (die gesondmaking deur sekere plante).
• Belugting. Water kan aan suurstof in die lug blootgestel word voor of ná filtrering, wat onaangename reuke kan verwyder.
• Die verwydering van indringerplante. Navorsing van die WNK dui daarop dat damme, soos die Bergrivierdam en De Hoop-dam, tot sowat die helfte van hul vloei van opvangwater kan verloor oor ’n tydperk van 45 jaar weens indringerplante wat onverhinderd vermeerder. Dié plante besoedel ook damme en moet deurlopend en doelgerig verwyder word.
• Bestuursoplossings.
• Ander oplossings, soos die groeiende samewerking tussen verskillende lande om groeiende waterprobleme te probeer oplos. Die Verenigde Nasies is gemoeid met sulke inisiatiewe en streeksorganisasies raak al hoe meer betrokke by aksies om waterbesoedeling te halt en om te keer. Gerigte navorsing is een van die bene van verskeie programme, wat die antibesoedelingsgroep die International Commission for the Protection of the Danube River insluit. Die netwerk maak onder meer voorsiening vir vroeë waarskuwing vir olierampe en ander besoedelingsknelpunte.

Die onderwerpe biologiese behandeling, behandeling van besproeiingswater, ontsouting en bestuursoplossings verdien meer aandag.

Biologiese behandeling

Volgens ’n artikel in die tydskrif Agri is van die afvalwaterstelsels in Suid-Afrika swak ontwerp, en word ewe swak onderhou en bestuur. Nuwe, aanvullende behandelingsmetodes is gevolglik iets om te ondersoek. So is daar eenvoudige biologiese beheermaatreëls om afvalwater te behandel.

Een daarvan is kuskusgras (Chrysopogon zizanioides, Vetiver grass in Engels genoem), wat oorspronklik van Indië kom, wat in ’n Wêreldbank-navorsingsprojek as ’n suiweraar ontdek is. Dié gras se digte wortelstelsel help om afvalwater met 99% van stikstof te suiwer, 85% van fosfor en ook van ander stowwe te suiwer. Die stowwe word in die plant geberg of verdamp.

In Australië is ’n insiggewende projek in Toogoolawah, in die suidooste van Queensland, in 2004 aangepak om die suiweringseienskappe van Chrysopogon zizanioides te bevestig. 

Anaërobiese ammoniumoksidasie is 'n bakteriële proses wat 'n belangrike rol in die watersuiwering speel.

Behandeling van besproeiingswater

Die WNK maan dat hul eie en ander navorsing bevestig het dat die mikrobiologiese besmetting van Suid-Afrikaanse riviere dikwels bo nasionale en internasionale riglyne is. Boere is afhanklik van dié rivierwater vir besproeiing en moontlike gesondheidsrisiko’s vir hulle, hul werkers en uiteindelik die verbruikers van die voedsel wat hulle produseer is ’n groeiende bekommernis.

Die ideaal is dat die besoedeling van riviere en gevolglik besproeiingswater voorkom word, maar intussen is die kostedoeltreffende behandeling van water op plase nodig vir voedselsekerheid. Dit vereis meganiese, chemiese en fotochemiese (ultraklank en ultraviolet) oplossings om die hoë vlakke van potensieel gevaarlike patogeniese mikro-organismes in besproeiingswater te verlaag. Ongelukkig moet die vermoë van bakterieë om by omgewingstres aan te pas, ook nooit onderskat word nie en boere sal uiteraard hul strategie van tyd tot tyd moet aanpas.

Ontsouting

Die oseane kan ’n onbeperkte watervoorraad voorsien, maar bestaande ontsoutingstegnieke is nog nie koste- en energie-doeltreffend genoeg om dit ’n aantreklike oplossing te ag nie. Gelukkig is daar verskeie instellings in Suid-Afrika en in die buiteland betrokke om ontsouting ’n aantreklike opsie te maak. Suiwering met behulp van sonpanele geniet toenemende aandag.

Ontsoutingsprosesse sluit in distillering deur verdamping en daarna kondensasie; elektrodialise deur middel van membrane en elektriese strome; bevriesing en ioonwisseling. Sondistilleringstelsels word ook toenemend op afgeleë plase en gebiede gebruik.

'n Ontsoutingsaanleg kan vir heelwat varswater sorg.

Die herhaaldelike droogtes in Suid-Afrika laat ook boere met nuwe belangstelling na ontsoutingstegnieke kyk. Die toenemende versouting van vars water is nog ’n rede om in die toekoms in ontsoutingsaanlegte te belê.

Versoutingsknelpunte is ook reeds geïdentifiseer en strategieë bedink om die groeiende versoutingsprobleme hok te slaan. Dit kan verwag word dat nywerhede toenemend verantwoordelik gehou sal word vir versouting en ontsouting sal moet verseker wanneer ontsouting kostedoeltreffend gedoen kan word.

Ontsouting is ’n gegewe: Suid-Afrika is een van die waterarmste lande en dit is ’n uitstekende wateroplossing om soutwater te ontsout of andersins brak water te behandel. Israel is een van die lande wat ontsouting lankal benut om vars water te verseker: Nie alleen het dié land net een groot varswaterbron nie, die Meer van Galilea, maar is ondergrondse water weens die baie opgeloste minerale nie drinkbaar nie. Ontsoute seewater maak gevolglik reeds twee derdes van Israel se varswatervoorraad uit.

Ander lande is ook aan die voorpunt van ontsoutingstegnieke: Die reuse-ontsoutingsaanleg in Al Jubayl in Saoedi-Arabië het ’n aantal jare gelede reeds die produksie van 950 miljoen liter water per dag verbygesteek.

Bestuursoplossings

Die agteruitgang van watergehalte, die toename van vraag na water en gebrekkige bestuur van skaars waterbronne dra alles by tot druk op nasionale regerings en gebiedsregerings om water na behore te bestuur. Daarom word van geïntegreerde bestuur as oplossing gepraat: alle waterbronne (grondwater, riviere, damme ens.) moet bestuur word as deel van ’n geïntegreerde stelsel, waar alle sektore moet saamwerk om waterkwantiteit en –kwaliteit te verseker.

Die maksimum toelaatbare perke vir totale opgeloste stowwe (TOS’e) in drinkwater in Suid-Afrika is byvoorbeeld in SABS-spesifikasies neergelê. Behoorlike optrede om betrokke partye die perke te laat gehoorsaam, bestaan wel. Ongelukkig word daar nie met ’n streng genoeg hand opgetree wanneer oortree word nie, volgens bewaringskundiges.

In ’n bewaringsartikel oor die voorkomendebestuursbeginsel word beklemtoon dat die algemene veronderstellling in lande is dat ontwikkeling voorkeur verdien, maar dat onsekerheid of onkunde oor die uitwerking van besoedelende stowwe oor die omgewing nie ’n verskoning is om nie na behore op te tree nie. Die voorkomendebeginsel skuif die ewewig dus weg van monitering, voorkoming en beheer van onseker gevolge na verstandige vooruitsiendheid.

Sien ook

• Waterbesoedeling

Bronne

• Backeberg, Gerhard. On-farm treatment of irrigation water to reduce microbial contamination. Artikel in Agri, Desember 2016/November 2017
• Departement en Waterwese-navorsingspan. Bestuur van die waterhulpbronne van die Republiek van Suid-Afrika. Department van Waterwese en Sanitasie. 1986. ISBN 0 621 11003 55
• Lindeque, Lehman. Vetiver solution simple and effective. Artikel in Agri , Augustus/September 2017
• Lindeque, Lehman. Visvang in ’n mariene-bewaringsgebied en die voorkomende beginsel. Artikel in Agri, Desember 2015/Januarie 2016
• Mntambo, SA, Mdluli, PS, Mahlambi, MM, Onwubu, SC & Nxumalo, NL. Synthesis and characterisation of ultrafiltration membranes functionlised with C18 as a modifier for adsorption capabilities of polyaromatic hydrocarbons. Artikel in Water SA Vol. 45 No.1, Januarie 2019
• Paneel redakteurs. New Standard Encyclopedia Vol 19. Ferguson Publishing Company. 1999. ISBN 0-87392-103-8
• Paneel redakteurs. The World Book Encyclopedia. World Book 21. World Book. 2009. ISBN 978-0-7166-0110-4
• Paneel redakteurs. Webster’s New World Encyclopedia. Prentice Hall. 1992. ISBN 0-13-947482-X
• Paneel redakteurs. Wêreldspektrum. Ensiklopedie Afrikana. 1983. ISBN 0 908409 70 2
• Preston, IR, Le Maitre, DC, Blignaut, JN, Louw, L & Palmer, CG. Impact of invasive alien plants on provision in selected catchments. Artikel in Water SA Vol. 44 No.4, Oktober 2018
• Smith, Gregory. Water security an impeding threat. Artikel in Agri, Oktober/November 2017
• Talisa Water. Atmospheric water generators latest in water producing technology. Artikel in Agri, Oktober/November 2016
• Waternavorsingskommissie-navorsing. Household rainwater disinfection options. Web-artikel: http://www.wrc.org.za/news/household-rainwater-disinfection-options/. Besigtig op 31 Januarie 2019
• Verdoorn, Gerhard. Wat as die water opraak? Artikel in Agri, Februarie/Maart 2018.