Идея, которая началась с того, что подросток из Дубая прочитал о загрязнении мышьяком, привела к тому, что жители деревень в Уттар-Прадеш теперь наполняют бутылки и большие емкости очищенной питьевой водой из солнечной установки, которую он помог спроектировать и профинансировать.
Восемнадцатилетний Вехан Субраманьян, студент Дубайского колледжа, завершил строительство водоочистной станции в деревне Парсия, район Лакхимпур-Кхери, предназначенной для обслуживания более чем 3000 человек из свыше 1000 семей.
Согласно словам главы деревни Лакшмана Прасада Раны, станция, введенная в эксплуатацию 6 сентября, способна очищать около 2000 литров грунтовых вод в час и уже используется местными жителями.
Лабораторные анализы, предоставленные Веханом, показывают, что уровень мышьяка в неочищенных грунтовых водах снизился с 0,026 мг на литр (или 26 микрограммов на литр) до менее 0,005 мг/л после фильтрации, что оказалось ниже предела обнаружения лаборатории.
Образец до очистки был протестирован в лаборатории, аккредитованной EIAC в Дубае 10 сентября, а образец очищенной воды — в лаборатории, аккредитованной NABL в Лакхнау 18 сентября. Тесты также продемонстрировали снижение мутности с 2,61 NTU до нуля, а содержание железа и сульфатов в очищенном образце было ниже пределов обнаружения.
Для Вехана проект стартовал после публикации в LinkedIn о загрязнении грунтовых вод в Индии. Он отметил: «Я слышал о загрязнении воды раньше, но не осознавал масштаба проблемы с мышьяком или того, что вода может выглядеть совершенно нормально, содержа при этом опасный загрязнитель».
Чем больше он исследовал тему, тем дальше проблема уходила от научного любопытства. Он подчеркнул: «Больше всего меня тронуло то, что мышьяк невидим. Семья может набрать стакан идеально прозрачной воды из ручного насоса, пить ее каждый день и не иметь очевидной причины знать, что в ней что-то вредное».
Первоначальный вопрос заключался в том, как удалить мышьяк из воды. Позже он трансформировался в вопрос: «Если мы уже знаем, как удалить мышьяк из воды, почему люди все еще пьют ее?» — это стало вопросом, стоящим за Проектом ARUNA, или Удаление Мышьяка с Использованием Нерегенерирующей Адсорбции.
Вехан заявил, что не хотел, чтобы проект ограничился пониманием проблемы, проведением эксперимента или публикацией научной работы. Он стремился проследить проблему от исследования и химии до инженерии, получения разрешений от правительства и, в конечном итоге, до появления безопасной воды из крана в пострадавшей деревне.
Перед разработкой собственного дизайна Вехан изучил данные о грунтовых водах и существующие системы очистки в сообществах. Он также сотрудничал с профессором Рехаб Махмуд и исследователями из Университета Бени-Суф над усовершенствованным адсорбентом для удаления мышьяка. Их исследование было опубликовано в журнале Catalysts в мае.
Однако он намеренно решил не использовать этот исследовательский материал в первой деревенской установке. Он объяснил, что «исследовательский материал все еще требовал дальнейшего долгосрочного тестирования, исследований масштабирования и испытаний в полевых условиях с непрерывным потоком». Вместо этого он выбрал гранулированный феруловый гидроксид, или GFH — более устоявшуюся среду для удаления мышьяка. Он добавил: «Исследование заключается не в том, чтобы доказать, что ваша собственная идея должна быть использована. Оно заключается в использовании доказательств для выбора наиболее подходящего решения».
Финальная система была разработана с учетом условий сельской местности Уттар-Прадеш, включая ненадежное электроснабжение и грунтовые воды, содержащие как железо, так и мышьяк. Система питается от солнечных панелей, а грунтовые воды закачиваются из скважины примерно на 200 футов под поверхность в резервуар для сырой воды объемом 2000 литров. Затем вода проходит через стадии очистки от железа и других примесей перед стадией адсорбции мышьяка.
Вехан подчеркнул, что целью было не создание технологически сложного объекта. Он стремился создать нечто достаточно надежное для работы в отдаленной деревне, достаточно эффективное для решения реальных проблем с грунтовыми водами и достаточно простое для обслуживания местными жителями.
Установка была построена с привлечением местных рабочих, включая каменщиков, сантехников, сварщиков, маляров и электриков. Вехан находился на объекте вместе с Раной, который контролировал ход работ.
До установки семьи Парсии полагались на грунтовые воды из ручных насосов для питья и бытовых нужд. Те, кто мог себе это позволить, покупали питьевую воду, а некоторые семьи использовали небольшие бытовые фильтры, когда было электричество. Рана сообщил, что коммерчески доступные фильтры обратного осмоса недолго служили из-за загрязнения грунтовых вод.
Рана рассказал, что жители знали о проблеме с водой. Он описал, как вода, собранная из ручного насоса, желтела в течение нескольких часов, если оставлялась в контейнере. Пол вокруг насоса приобрел постоянное желтое пятно, а белая одежда желтела при стирке в грунтовых водах.
Жители также сообщали о заболеваниях, включая язвы желудка, камни в почках и желтуху, однако Рана отметил, что для установления причинно-следственной связи потребуется медицинское подтверждение.
Сегодня ситуация изменилась. Рана сообщил: «Установка работает, и жители начали собирать и пить очищенную воду».
Объект расположен в центральном месте рядом с офисом деревни, государственной школой и центром первичной медико-санитарной помощи, где жители используют три крана для наполнения бутылок и больших емкостей. Вехан уточнил: «Некоторые люди просто набирают воду для немедленного потребления в бутылках. Большинство наполняют ее большими контейнерами и перевозят на транспорте».
Рана отметил сильную реакцию сообщества: «Жители собирают воду как для немедленного употребления, так и для использования дома. Наличие объекта внутри деревни делает его удобным для общины».
Вехан сообщил, что профинансировал половину проекта из сбережений, накопленных за последние семь-восемь лет. Остальная часть средств поступила от сбора пожертвований через книжный клуб, который он основал под названием Chapter One: Giving Back, а также от семьи и друзей.
Первоначальная стоимость установки составила около 700 000 рупий. В проекте также участвовали Uttar Pradesh Jal Nigam и местные власти. Вехан сначала обратился в Национальную миссию по чинге Ганга, которая передала запрос в Jal Nigam. В конечном итоге власти определили Парсию и выделили государственную землю для проекта.
Изначально рассматриваемое место в Голбоджи не подошло, и проект был перенесен в Парсию. Для Вехана получение поддержки правительства стало поворотным моментом. Он сказал: «Получение поддержки правительства и официальное определение земли для проекта стало одним из моментов, когда ARUNA перестала быть просто научно-инженерным проектом и стала чем-то осязаемым».
Установка принадлежит деревне по модели Строительство, Эксплуатация, Передача (Build, Operate, Transfer). Рана прошел обучение по плативному обслуживанию, а другие жители обучены чистке резервуаров, солнечных панелей и обратной промывке фильтров. Вехан взял на себя обязательство проводить ежегодное тестирование воды и замену расходных материалов в соответствии с результатами.
Согласно информации о проекте, срок службы очистных сред составляет около трех-четырех лет, а избыточные материалы в настоящее время хранятся в деревне для будущей замены.
Вехан подчеркнул, что долгосрочная устойчивость была одним из главных факторов при проектировании станции. Он заявил: «Я не хочу, чтобы ARUNA превратилась в станцию, которая работает во время открытия, а затем перестает работать через год».
То, что началось как один пилотный проект, уже вызвало запросы от окрестных сообществ. Рана, являющийся прадханом четырех небольших деревень, сообщил о «многих запросах» на аналогичные станции. Следующее предлагаемое место — Голбоджи, отдаленная деревня, куда сейчас трудно добраться из-за дождя. Другая деревня, Чахмалпур в Лакхимпур-Кхери, также запросила станцию.
Вехан надеется установить еще две станции к ноябрю и не менее 10 в следующем учебном году. Ожидается, что каждая дополнительная станция будет стоить около 8000 долларов США, а финансирование ищется у компаний ОАЭ через инициативы КСО, индийских доноров и краудфандинга.
Для Вехана запросы от других деревень изменили амбиции проекта. Он сказал: «Изначально моя цель состояла в том, чтобы построить один пилотный объект и доказать, что модель может работать. Но после разговоров с людьми я начал думать о том, может ли ARUNA в конечном итоге стать воспроизводимой моделью на уровне деревни».
Моментом, который его убедил, был не лабораторный результат или инженерный этап. Он поделился: «Жители соседних деревень начали спрашивать нас: 'Вы можете построить одну и в нашей деревне тоже?' Именно тогда я понял, что первая станция не должна быть концом Проекта ARUNA. Она должна быть началом».
Томас Даклинг, директор Дубайского колледжа, отметил, что инициатива Вехана отражает «точно» проактивный подход, который они поощряют у студентов. Он добавил: «Этот [проект] идеально соответствует нашему общешкольному подходу 'Служение всем', где мы хотим, чтобы наши студенты использовали свои удивительные способности, чтобы сделать мир лучше. И это кажется идеальным примером».
