Vattenåtgången från vinodling analyseras i termer av ett vattenfotavtryck omfattande grönt, blått och grått vatten. Grått vatten – som är nödvändigt spädvatten till utsläppt vatten efter avloppsvattenbehandling – är en stor och ofta underskattad post, där en god behandling minskar gråvattenavtrycket avsevärt.
Av: Jörgen Hanaeus
Vattenbrist är ett växande problem för vinodlare. Vattenfotavtrycket innefattar all vattenanvändning i samband med vindruvsodlingen och processandet av druvorna till vin.
Tidigare har endast vattenåtgången för själva druvodlingen beaktats, men nu adderas också vattentillförseln till vinframställningen och tillhörande vattenbehandling. Ett sämre behandlat avloppsvatten behöver spädas i recipienten för att komma till godkänd nivå och detta är också en vattenförbrukning som måste beaktas och motarbetas med en god vattenbehandling; såväl processval som drift och underhåll av produktionsanläggningen i sin helhet.
Artikeln
I Medelhavsregionen är vattentillgång och förorening av sötvattenresurser områden som mot bakgrund av klimatförändring väcker ett stort intresse. Vinframställning är en verksamhet som är vattenkrävande och därför i behov av en god vattenstrategi.
Indikatorn vattenfotavtryck (Water Footprint, WFP) har här använts för att analysera vattenåtgången för verksamheten.
WFP (tidigare virtuellt vatten) sammansätts av blått, grönt och grått vatten. Grönt vatten är nederbörd, som tillfälligt samlas i växter eller ytligt i jord och därefter avdunstar eller inkluderas i växtmaterial. Viktigt vid areell produktion. Blått vatten är uttaget av grund- eller ytvatten för en process och som inkorporeras i någon produkt, avdunstar eller förflyttas till ett annat vattendrag. Grått vatten är den volym färskvatten som åtgår för att späda föroreningar så att mottagande vatten får en bestämd, acceptabel kvalitet.
I vinframställningen har fokus länge legat på vindruvsodlingens vattenkonsumtion och den gråa vattenandelen har försummats. I ett nästa steg har enbart avloppsvattengenereringen beaktats, inte vattennyttjandet i recipienten.
Material och metod
Studien har syftat till att bestämma vattenfotavtrycket från en portugisisk vinproducent av medelstorlek, belägen i Tagus vindistrikt och med en årsproduktion av 750 000 L vin. Vidare att följa avloppsvattenbehandlingen och dess inverkan på avtrycket. Storleken valdes utifrån att 75 % av portugisiskt vin produceras i små eller medelstora anläggningar.
Studien har begränsats till vad som händer efter själva druvodlingen och börjar efter plockningen med friläggande av druvorna från stjälkarna. Därefter krossas, fermenteras och pressas druvorna. Här används blått vatten och avloppsvatten genereras. Därefter separeras den fasta fasen och vinet får mogna och stabiliseras. Här åtgår också blått vatten och avloppsvatten skapas. I slutsteget hälls vinet på flaska – blått vatten åtgår och avloppsvatten genereras. Det här samlade avloppsvattnet behandlas i avloppsverk och dess utsläpp kan recirkuleras till druvodling eller släppas ut i recipient. Det senare kräver utspädning i recipienten för att hålla dess standard och mer vatten tas då i anspråk – grått vatten.
Det samlade vattenfotavtrycket brukar fördelas på produkterna för att möjliggöra jämförelser. Här valdes en producerad vinflaska om 75 cl som specifik enhet.
Förbrukningen av blått vatten bestod i huvudsak av avdunstning från avloppssystemet eftersom övrigt blått vatten återlämnades. Avdunstningen från tvättprocesserna bedömdes låg och tillika svårmätt och ignorerades.
Beträffande grått vatten beräknades det efter en avloppsvattenbehandling i en luftad bioreaktor som behandlade 350 m3 under två produktionscykler. Avloppsvattnet analyserades (syreförbrukning, näring, pH mm) och kritiska parametrar för recipienten och deras spädningsbehov beräknades enligt: förorening i g/tidsenhet /(maxkoncentration g/L – tillåten koncentration g/L) ger nödvändig spädvolym i L/tidsenhet.
Två scenarios analyserades för den befintliga avloppsanläggningen: 1) 20 % förbättring och 2) optimal effektivitet.
Resultat
Under den tvååriga mätperioden 2017-18 avdunstade mellan 2 och 22 m3/månad från anläggningen. Lägst under vintern och högst i juli-augusti. Det andra året innehöll en riktigt het vecka i augusti (rekordtemperatur), vilket minskade vinproduktionen det året. På årsbasis blev dock avdunstningen ungefär lika.
Beträffande blått vatten, i praktiken avdunstning här, gav åren 107 m3 resp 104 m3. Då vinproduktionen skiljde sig åt blev de blåa fotavtrycken 0,15 resp 0,20 L/flaska (75 cL).
Den parameter som avgjorde mängden grått vatten för utspädning var COD – som medel 3800 mg/L efter behandling. Under maj-november kunde dock det behandlade vattnet recirkuleras till odlingen, varför utsläppet och därmed mängden grått vatten blev nära noll den perioden.
Under återstoden av åren släpptes 687 m3 vatten ut/år, innehållande ungefär ett ton COD/år. Det gav avtrycken för grått vatten 9,5 L/flaska resp 12,5 L/flaska, vilket jämfört med åtgången av blått vatten helt dominerar vattenfotavtrycket för produktionen. COD-reduktionen i behandlingen var ca 45 % de båda åren.
För de scenarion som ansattes skulle en 20 %-ig förbättring av behandlingen till 65 % ge ett grått avtryck av 7,6 L/flaska. En optimering och förbättring till 93 % COD-reduktion skulle ge 1,2 L/flaska till en kostnad av 0,005 €/flaska.
Slutsatser
En uppgradering av avloppsanläggningen till 93 % COD-reduktion skulle minska vattenfotavtrycket med uppemot 95 % till måttlig kostnad. (Nykonstruktionen måste dock ta hänsyn till att någon annan parameter kan bli dimensionerande). Arjen Houkstra, Twente Universitet, brukar uppges ligga bakom WFP-begreppet. Ideologisk diskussion försiggår mellan WFP och LCA-förespråkare.
Källa: Saraiva, A.1,2), Rodrigues, G.2,3), Mamede, H.4), Silvestre, J.5), Dias, I. 1,6), Feliciano, M.7) , Oliveira e Silva, P.8) & Oliveira, M.1,2) (2019): The impact of the winery’s wastewater treatment system on the winery water footprint, Water Science & Technology, 80.10, pp 1823-1831.
Författarna från:
ESAS, UIIPS – Instituto Politechnico de Santarem, Quinta do Galinheiro, S. Pedro, 1001-904 Santarem, Portugal
LEAF – Linking Landscape, Environment, Agriculture and Food, Instituto Superior de Agronomia, Universade de Lisboa, Portugal
COTR – Centro Operativo de Technologia de Regadio, Quinta da Saude, Aparto 354, 7801-904 Santiago Maior, Beja, Portugal
INESCTEC, Universidade Aberta, Rua da Escola Politecnica, 1269-001 Lisboa, Portugal
INIAV, Instituto Nacional de Investigacao Agrara e Veterinaria, Quinta da Almoinha1565-191 Dois Portos, Torres Vedras, Portugal
Mediterranean Institute of Agriculture, Environment and Development (MED), Universidade de Evora, Nucleo da Mitra, Apartado 94, 7006-554 Evora, Portugal
Instituto Politecnico de Braganca, Portugal
ESAB, Instituto Politecnico de Beja, Rua Pedro Soares, Apartado 6 155, 7800-195 Beja, Portugal.
Kontakt:
Margarida.Oliveira@esa.ipsantarem.pl
