Wastewater-Irrigated Urban Agriculture in the Context of WASH in Ahmedabad, India

Abstract

Introduction: Urban agriculture is a low-input system, where the inputs of production are drawn from the urban wastestream. The use of wastewater is beneficial, providing perennial irrigation water and reducing the need for artificial fertilizers. Yet the unplanned reuse of wastewater poses health risks to farmers and consumers. <br /> Methods: The research was conducted in four farming communities from August 2013 to August 2014. The study consists of three methodological streams: epidemiological, microbiological and cross-sectional. The epidemiological methods were applied longitudinally and include a health diary and the hygiene index. Exposure is assessed in the microbiological stream through the quantification of E. coli in irrigation and drinking water. The cross-sectional methods include three surveys (baseline, hygiene and farm) and anthropometric measurements of children under twelve. <br /> Results: Both surface and wastewater do not meet the standard for restricted irrigation (9.28x10^5 and 4.02x109 E. coli/100 ml, respectively), while groundwater samples from the control area are suitable for unrestricted irrigation (411 E. coli/100 ml). The exposure and control group experience 13.3 and 7.9 episodes per 1,000 person-weeks, respectively. Irrigation water quality has an adverse effect on the degree of in-household water contamination (ATE: 18.15) and hygiene (ATE: -2.05). The preventive effects of sanitation only fully manifest if large proportions of the community have access. The ATE of wastewater irrigation (2.73) is similar to that of PoU water (2.54). <br /> Conclusion: Wastewater irrigation is an integral part of the WASH nexus following the same transmission routes as open defecation, influencing drinking water quality and hygiene and thus adversely impacting diarrhea incidence. Mitigating the health risks of wastewater irrigation needs to be part of diarrhea prevention strategies, as pathogens are introduced into the farm environment and transferred to the community potentially undermining the efforts of WASH interventions.

Einleitung: Urbane Landwirtschaft ist ein Low-Input-System, in dem die Produktionsfaktoren aus dem städtischen Abfallstrom bezogen werden. Die Nutzung von Abwasser sorgt für die ganzjährige Verfügbarkeit von Bewässerungswasser und reduziert auch den Bedarf an synthetischen Düngemitteln. Jedoch birgt die ungeregelte Verwendung von Abwasser Gesundheitsrisiken sowohl für die Landwirte als auch die Verbraucher, da Abwasser eine Vielzahl von Krankheitserregern, Chemikalien und Arzneimittelrückstände beinhalten kann.<br /> Methoden: Die Forschung wurde von August 2013 bis August 2014 in vier landwirtschaftlichen Gebieten Ahmedabads durchgeführt. Die Studie besteht aus drei methodischen Komponenten: epidemiologisch und mikrobiologisch sowie Querschnittsverfahren. Die epidemiologischen Methoden umfassen das Health Diary sowie den Hygieneindex. Die Exposition wird durch die Quantifizierung von E. coli in Bewässerungs- und Trinkwasser mikrobiologisch bewertet. Die Querschnittsverfahren umfassen drei Befragungen (Baseline, Hygiene und Landwirtschaft) und anthropometrische Messungen von Kindern unter zwölf.<br /> Ergebnisse: Oberflächen- und Abwasser erfüllen nicht den Standard für eingeschränkte Bewässerung (9,28x10^5 und 4,02x10^9 E. coli/100 ml), während Grundwasserproben aus der Kontrollgruppe sich für uneingeschränkte Bewässerung eignen (411 E. coli /100ml). Die Expositions- und Kontrollgruppen erleiden jeweils 13,3 und 7,9 Durchfallepisoden pro 1.000 Personen-Wochen. Die Bewässerungswasser Qualität wirkt sich negativ auf das Ausmaß der im Haushalt entstandenen Wasserverschmutzung (ATE: 18,15) sowie Hygiene (ATE: -2.05) aus. Die Präventivwirkung von Sanitäranlagen sind nur vollständig manifestiert, wenn große Teile der Gemeinschaft Zugang haben. Der ATE von Abwasserbewässerung (2,73) ist ähnlich zu dem von Trinkwasser (2,54).<br /> Schlussfolgerung: Abwasserbewässerung ist ein integraler Bestandteil des WASH-Ansatzes, da dieser über die gleichen Übertragungswege wie öffentliche Defäkation, die Trinkwasserqualität, Hygiene und Gesundheitsrisiken beeinflusst. Die Milderung der gesundheitlichen Risiken der Abwasserbewässerung müssen Bestandteil von Durchfallpräventionsstrategien sein. Krankheitserreger werden in das landwirtschaftliche System eingeführt und in das Gemeinschaftsumfeld übertragen, dadurch können möglicherweise die Bemühungen der international eingeführten WASH-Interventionen untergraben werden.