Monteverde Institute: Tropical Ecology and Conservation
Publisher
Monteverde Institute
Publication Date
8-1-2025
Abstract
Rural and semi-rural regions around the globe often struggle with inadequate wastewater treatment infrastructure, thereby negatively impacting the public and environmental health of the region. Due to its rural nature and current infrastructure, the Monteverde Zone (MVZ) in Costa Rica lacks a centralized wastewater system, with many homes relying on septic tanks for wastewater treatment. To prevent overloaded flows to septic tanks, greywater from kitchens, laundry, showers, and sinks is often discharged separately to the environment with no treatment. This pollutes the surrounding water bodies and streets with pathogens, soap, excess nutrients, as well as fats, oils, and grease (FOG). This project, funded by the National Science Foundation International Research Experiences for Students (NSF IRES Awards 2246348, 2246350, 2246349), employed six students from West Virginia University, California State University - Chico, and the University of South Florida to examine the social, technical, environmental, and economic sustainability impacts of biojardineras (also known as horizontal subsurface flow constructed wetlands) in the MVZ through engineering and anthropological approaches. Six existing biojardineras were systematically examined to assess their nutrient removal (nitrogen and phosphorus), chemical oxygen demand (COD), dissolved oxygen (DO), pH, electroconductivity (EC), methane (CH4), and carbon dioxide (CO2) emissions, and temperature. Numerous expert and local interviews were performed to gauge community perceptions on wastewater management and biojardinera implementation. A final sustainability analysis was conducted on all 6 sites over four categories (economic, social, technical and environmental) using a multi-criteria decision analysis tool developed from a life cycle analysis, water quality data, and interview opinions that created a total overall weighted impact score. The results demonstrated that the highest flow rate, the institution, had the lowest impact to the community and therefore the most sustainable. Through community interviews and economic, social, technical, and environmental impact analyses, it was found that biojardineras can be an affordable on a semi-skilled general minimum wage salary and show capability for graywater treatment, water reuse, nutrient capture, and community engagement when proper implementation and maintenance are performed.
Resumen
Las regiones rurales y semirurales de todo el mundo suelen tener problemas con infraestructuras inadecuadas para el tratamiento de aguas residuales, lo que repercute negativamente en la salud pública y medioambiental de la región. Debido a su carácter rural y a su infraestructura actual, la Zona de Monteverde (MVZ) en Costa Rica carece de un sistema centralizado de aguas residuales, y muchos hogares dependen de fosas sépticas para el tratamiento de las aguas residuales. Para evitar la sobrecarga de las fosas sépticas, las aguas grises de las cocinas, lavanderías, duchas y fregaderos suelen verterse al medio ambiente sin tratar. Esto contamina las masas de agua y las calles circundantes con patógenos, jabón, exceso de nutrientes, así como grasas y aceites (FOG). Este proyecto, financiado por la Fundación Nacional para la Ciencia (NSF) en el marco de su programa Experiencias Internacionales de Investigación para Estudiantes (NSF IRES Awards 2246348, 2246350, 2246349), contrató a seis estudiantes de la Universidad de Virginia Occidental, la Universidad Estatal de California - Chico y la Universidad del Sur de Florida para examinar los impactos sociales, técnicos, medioambientales y económicos de las biojardineras (también conocidas como humedales artificiales de flujo subsuperficial horizontal) en la MVZ mediante enfoques de ingeniería y antropológicos.
Se examinaron sistemáticamente seis biojardineras existentes para evaluar su eliminación de nutrientes (nitrógeno y fósforo), demanda química de oxígeno (DQO), oxígeno disuelto (OD), pH, electroconductividad (EC), emisiones de metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2), y temperatura. Se realizaron numerosas entrevistas a expertos y a la población local para evaluar la percepción de la comunidad sobre la gestión de las aguas residuales y la implementación de las biojardineras. Se realizó un análisis final de sostenibilidad en los seis emplazamientos en cuatro categorías (económica, social, técnica y medioambiental) utilizando una herramienta de análisis de decisión multicriterio desarrollada a partir de un análisis del ciclo de vida, datos sobre la calidad del agua y opiniones recabadas en las entrevistas, que dio lugar a una puntuación global ponderada del impacto. Los resultados demostraron que el caudal más alto, el de la institución, era el que tenía menor impacto en la comunidad y, por lo tanto, el más sostenible. A través de entrevistas a la comunidad y análisis de impacto económico, social, técnico y medioambiental, se descubrió que las biojardineras pueden ser asequibles con un salario mínimo general semicalificado y muestran capacidad para el tratamiento de aguas grises, la reutilización del agua, la captura de nutrientes y la participación de la comunidad cuando se lleva a cabo una implementación y un mantenimiento adecuados.
Keywords
Sustainable greywater management, biojardineras (subsurface constructed wetlands), Monteverde Zone, eutrophication, social, environmental, technical, economic, carbon footprint, nutrient removal, resource recovery, affordability
Palabras claves
Gestión sostenible de aguas grises, biojardineras (humedales artificiales subterráneos), Zona de Monteverde, eutrofización, social, medioambiental, técnico, económico, huella de carbono, eliminación de nutrientes, recuperación de recursos, asequibilidad.
Geographic Location
Monteverde, Costa Rica
Language
English
Type
Article
Recommended Citation
Allen, Elyssa; Anderson, Jackson; Dostal, Brayden; Hernandez, Alan; Moe, Kacy; and Pereya-Kluser, Facundo, "Biojardineras in Monteverde: A Mixed Method Approach to Examine Greywater Treatment" (2025). Monteverde Institute: Tropical Ecology and Conservation. 691.
https://digitalcommons.usf.edu/tropical_ecology/691
