Holistically Managing Pathogens and Nutrients in Urbanizing Tropical Towns: Can Sanitation Technologies Create Safer Conditions for Beach Recreation?

Abstract

Rapidly urbanizing coastal communities are prone to overpopulation and unrestrained growth that result in pathogen and nutrient emissions, which impair beach water quality and jeopardize human and environmental health. Decision makers face complex, context-dependent choices when selecting sanitation technologies with varying abilities to remove pathogens and nutrients. The goal of this study was to identify context-appropriate sanitation solutions that manage pathogens and nutrients to ensure safe beach swimming conditions in an urbanizing coastal town that relies on tourism. Quantitative microbial risk assessment was utilized to determine the pathogen log10 reduction values (LRVs) required for safe swimming. A lack of consensus in the literature about an aggregation parameter in the norovirus dose−response model resulted in predicted LRVs that differed by as much as 3 orders of magnitude. Local experts identified nine context-appropriate infrastructure scenarios, and their ability to reduce pathogen and nutrient loadings was modeled. The model showed that spatially targeted sanitation infrastructure scenarios could effectively meet LRV targets. Seasonal increases in population were predicted to greatly impact pathogen and nutrient loadings. Top-performing scenarios that managed both pathogens and nutrients included centralized treatment with disinfection and integrated resource recovery. Future research is needed to understand the scenarios’ sociocultural feasibility and costs.Las comunidades costeras en rápida urbanización son propensas a la superpoblación y crecimiento desenfrenado que resulta en patógenos y nutrientes. emisiones, que perjudican la calidad del agua de las playas y ponen en peligro a los seres humanos y salud Ambiental. Quienes toman decisiones se enfrentan a elecciones complejas que dependen del contexto al seleccionar tecnologías de saneamiento con diferentes capacidades para eliminar patógenos y nutrientes. El objetivo de este estudio fue identificar servicios de saneamiento apropiados para el contexto. Soluciones que gestionan patógenos y nutrientes para garantizar una natación segura en la playa. condiciones en una ciudad costera en proceso de urbanización y que depende del turismo. Cuantitativo Se utilizó una evaluación del riesgo microbiano para determinar la reducción log10 del patógeno. valores (LRV) necesarios para nadar de forma segura. Falta de consenso en la literatura. sobre un parámetro de agregación en el modelo dosis-respuesta de norovirus resultó en predijeron LRV que diferían hasta en 3 órdenes de magnitud. Expertos locales identificó nueve escenarios de infraestructura apropiados para el contexto y su capacidad para Se modeló la reducción de la carga de patógenos y nutrientes. El modelo mostró que los escenarios de infraestructura de saneamiento con objetivos espaciales podría cumplir eficazmente los objetivos de LRV. Se predijo que los aumentos estacionales de la población tendrían un gran impacto en los patógenos y nutrientes. cargas. Los escenarios de alto rendimiento que gestionaron tanto patógenos como nutrientes incluyeron el tratamiento centralizado con desinfección y recuperación integrada de recursos. Se necesitan investigaciones futuras para comprender la viabilidad sociocultural y los costos de los escenarios.