Development of a decision support tool to ensure safe drinking water in non-PRASA communities in Puerto Rico

Abstract

One of the main goals of the Millennium Development Goals is to reduce by half the proportion of people without sustainable access to safe drinking water and basic sanitation. In 2007, 97% of the Puerto Rico’s population used improved drinking water systems from the Puerto Rico Aqueduct and Sewer Authority (PRASA) and approximately 125,130 persons of the rural areas do not have access to improved drinking water systems. This situation has intensified the efforts for innovation or improved technologies for drinking water treatment, with effluents of better quality and particularly with technologies that conform to environmental, economic, and social conditions in rural communities. This study contributes to the production of sustainable drinking water to rural communities of Puerto Rico, ensuring drinking water with low sanitary risk and water that meets drinking water bacteriological standards. This was done through the selection of communities with drinking water problems, the evaluation of Experimental Drum Sand Filtration (EDSF) system as a sustainable option to solve the drinking water problem based on the available data and information, and the development of a strategy to find the best location for EDSF system using Geographical Information Systems (GIS). The identification and ranking of the communities based on the level of drinking water supply problems was done using an evaluation matrix method. The first step was to identify variables related to the drinking water problem, which received a quantitative value according to the positive or negative incidence with the problem. La Jurada community at Yauco, Puerto Rico, obtained the highest score. This community has a water supply system without treatment where the water is taken from a small water source and then provided directly to the community and, according to the bacteriological records, the water quality does not comply with regulations. The EDSF system is a good technological alternative for rural communities of Puerto Rico in terms of the physicochemical and bacteriological parameters, meeting regulatory biochemical water quality standards. However, it is necessary to improve the chlorine dosage to achieve the optimum residual chlorine concentration. The MCDA was the tool used to find the best place where the Experimental Drum Sand Filtration (EDSF) system must be installed, provide it that works by gravity, to ensure the sustainability in terms of economy, society, and environment. This strategy was tested initially in Las Piedras community in San Germán and subsequently was adjusted and applied in La Jurada community in Yauco. The GIS tool was a good complementary tool to solve problems of location selection of small drinking water systems like EDSF system.

Uno de los principales objetivos de las Metas de Desarrollo del Milenio es reducir a la mitad la proporción de población sin acceso sostenible a agua potable y saneamiento básico. En 2007, el 97% de la población de Puerto Rico utilizaba sistemas mejorados de agua potable a través de la Autoridad de Acueductos y Alcantarillados, mientras que 125,130 personas de la zona rural, no tenían acceso a sistemas mejorados de agua potable. Esta situación ha intensificado los esfuerzos para innovar o mejorar las tecnologías para el tratamiento de agua potable, con efluentes de mejor calidad y particularmente con tecnologías que se ajustan a las condiciones ambientales, económicas y sociales de las comunidades rurales. Este estudio contribuye a la producción sostenible de agua potable en las comunidades rurales de Puerto Rico, asegurando agua potable con bajo riesgo sanitario la cual cumpla con la reglamentación bacteriológica vigente para este país, utilizando comunidades con problemas de agua potable. La evaluación del EDSF fue usada como una opción sostenible para resolver el problema de agua potable. Se desarrolló una estrategia para encontrar el mejor sitio donde localizar el sistema EDSF usando GIS. La identificación y el ordenamiento de las comunidades, basados en los problemas de agua potable fue realizada usando el método de matriz de evaluación. El primer paso fue identificar las variables relacionadas con el problema de agua potable, las cuales reciben valores cuantitativos de acuerdo a la incidencia positiva o negativa con el problema. La comunidad Jurada en Yauco, Puerto Rico, fue la comunidad que obtuvo la calificación más alta basado en el nivel de calificación. Esta comunidad tiene un sistema de abastecimiento de agua sin tratamiento donde el agua es tomada de una pequeña fuente de agua y suministrada a la comunidad y de acuerdo a la información bacteriológica, la calidad de agua no cumple con la regulación de agua potable. El sistema EDSF es una buena alternativa tecnológica para comunidades rurales de Puerto Rico en términos de parámetros fisicoquímicos y bacteriológicos, ya que cumplen con la regulación. Sin embargo, es necesario mejorar la dosificación de cloro para alcanzar la concentración óptima de cloro residual. El análisis de decisión multicriterios fue una herramienta usada para encontrar el mejor lugar donde el sistema EDSF puede ser instalado, dado que trabaja a gravedad, asegurando la sostenibilidad in términos económicos, sociales y ambientales. Esta estrategia fue probada inicialmente en la comunidad de Las Piedras en San Germán y posteriormente fue ajustada y aplicada en la comunidad de La Jurada en Yauco. Esta estrategia complementada con la herramienta de GIS fue un buen recurso para resolver problemas de selección de sitio para pequeños sistemas de agua como el EDSF, porque ayudó a encontrar las áreas donde el EDSF podría ser localizado.