Bioretencja: Różnice pomiędzy wersjami

Typowy system bioretencyjny jest złożony z pasa buforowego trawy, zagłębienia pozwalającego na powstanie stawu, warstwy organicznej lub ściółki, warstwy gleby oraz roślin, a także znajdującego się pod glebą złoża piasku{{r|NSCEP}}. Pas trawy zmniejsza prędkość przepływu wód opadowych i pozwala na wyłapanie zawieszonych cząstek ciał stałych. Zagłębienie terenu umożliwia przechowywanie nadmiaru wody deszczowej i późniejsze odparowanie jej części, ponadto pomaga w wyłapaniu cząstek stałych, które nie zoistały zatrzymane przez pas trawy. Ściółka lub inna warstwa organiczna pozwala na rozwój [[mikroorganizm]]ów, które biorą udział w procesach [[biodegradacja|rozkładu]] zanieczyszczeń naftowych, pomaga w filtracji zanieczyszczeń i redukuje erozję gleby. Rolą gleby modyfikowanej jest podtrzymanie wzrostu i zapewnienie składników odżywczych dla roślinności oraz zapewnienie odpowiedniego nawilżenia dla ich wzrostu. Gleba taka powinna także zawierać glinę w celu [[adsorpcja|adsorpcji]] zanieczyszczeń takich jak węglowodory, metale ciężkie oraz zawarte w wodzie substancje pokarmowe. Roślinność pomaga zredukować nadmiar wody zgromadzony w obniżeniu terenu wykorzystując proces [[ewapotranspiracja|ewapotranspiracji]] oraz usunąć nadmiar substancji pokarmowych poprzez cykl odżywczy. Złoże piasku pozwala na prawidłowe odprowadzanie wody z gleby oraz ich napowietrzenie. Dodatkową jego rolą jest udział w zmniejszeniu zawartości zanieczyszczeń, których nie udało się wyłapać pozostałym elementom systemu{{r|stormwater}}.

Typowe zastosowania systemów bioretencyjnych dotyczą niewielkich obszarów oraz silnie zurbanizowanych obszarów miejskich. Zastosowanie systemu bioretencyjnego wymaga około 5% powierzchni gruntowej obszaru, z którego zbierana jest woda deszczowa, dlatego najlepszymi kandydatami do ich zastosowania są obiekty posiadające wolne powierzchnie peryferyjne, takie jak parkingi oraz duże budynki i szopy. Obszary, w których istniejące rozwiązania obsługujące odprowadzanie wód opadowych wymagają modernizacji, szczególnie nadają się do zastosowania systemów bioretencyjnych. Odpowiednio zaprojektowane i konserwowane zbiorniki retencyjne mogą być bardzo estetyczne. Pośród zalet można również wymienić zmniejszenie ilości wody opuszczających obszar odwadniany. Istotne jest również skuteczne usuwanie zanieczyszczeń: osadów, substancji pokarmowych, śladów metali ciężkich i związków organicznych występujących w wodzie opadowej. Możliwe jest także usuwanie bakterii. Metoda ta pozwala na elastyczność, dzięki czemu może być stosowana do większości krajobrazów. Pośród zalet wymienić można również relatywnie małe koszty wymaganej konserwacji. Zbiorniki bioretencyjne przeznaczone dla silnie zanieczyszczonych wód opadowych, np. w pobliżu stacji benzynowych oraz marketów, muszą mieć dno zbiornika wyłożone nieprzepuszczalną wykładziną, aby zapobiec wypływaniu zanieczyszczonej wody do kanalizacji deszczowej, wód podziemnych lub [[ciek]]ów i zbiorników wodnych przyjmujących nadmiar wód opadowych. Wykładzinę taką powinno się stosować także na terenach [[Kras (geologia)|krasowych]]. Metody bioretencyjne nie nadają się do stosowania dla dużych obszarów, na przykład w systemach regionalnej kontroli wody deszczowej, ze względu na duże koszty wymaganych gruntów. Ich zastosowanie w przypadku parkingów nie posiadających naturalnych terenów peryferyjnych może zmniejszyć liczbę dostępnych miejsc parkingowych. Wysokie, w porównaniu do innych metod zagospodarowania wód opadowych, koszty inwestycyjne także są jednym z czynników ograniczających zastosowanie systemów bioretencyjnych. Są one podatne na zaśmiecenie i zamulenie, dlatego wymagają stosowania rozwiązań ograniczających ilość gleby i innych materiałów stałych transportowanych przez wody opadowe. W zimnym klimacie dodatkowym czynnikiem podnoszącym koszty inwestycyjne jest konieczność zapewnienia rozwiązań związanych z niską wydajnością systemów bioretencyjnych w zimie{{r|stormwater}}.

W wodach opadowych pochodzących z terenów nieprzepuszczalnych (np. drogi i chodniki) występują ślady metali ciężkich, takich jak [[cynk]], [[miedź]] i [[ołów]]. Warstwa bioretencjonująca w systemach oczyszczania wód opadowych, takich jak ogrody i osadniki deszczowe, pozwala na zmniejszenie zawartości metali ciężkich w takich wodach, gdyż rozpuszczone [[związek chemiczny|związki]] tych metali mogą albo związać się z cząstkami osadów z jezdni, albo zostać [[adsorpcja|zaadsorbowane]] przez cząstki stałe układów filtracyjnych w systemie bioretencyjnym{{r|Li}}. W testach laboratoryjnych, w których wykorzystano prototypowe konstrukcje doniczek wypełnionych mediami systemu bioretencyjnego w celu symulacji warunków naturalnego wzrostu roślin, badano stopień oczyszczenia wody zawierającej ślady metali ciężkich w składzie symulującym typowe poziomy zanieczyszczeń wód opadowych. Przy niskim [[stężenie|stężeniu]] (0,66 ± 0,11 [[mili|m]][[gram|g]]/[[litr|l]] cynku, 71 ± 5 [[mikro|μ]]<nowiki>g</nowiki>/l miedzi, 67 ± 6,1 μg/l ołowiu oraz 21 ± 2,4 μg/l [[kadm]]u) usunięte zostało odpowiednio 94 ± 2, 88 ± 5, 95 ± 2 i >95 procent tych metali. Przy nieco wyższym poziomie zanieczyszczeń (1,44 ± 0,12 mg Zn, 170 ± 12 μg/l Cu, 160 ± 18 μg/l Pb oraz 48 ± 7,2 Cd) efektywność obniżania stężenia tych metali była jeszcze wyższa i wynosiła odpowiednio: 97 ± 1, 93 ± 2, 97 ± 1 i >98 procent{{r|Sun}}. W doświadczeniach przeprowadzonych w chłodnym klimacie (w Norwegii) badano wpływ sezonu na obniżenie stężenia wybranych metali ciężkich. Uzyskane stopnie obniżenia ich stężenia wynosiły w kwietniu: 90% Zn, 83% Pb i 60% Cu, natomiast w sierpniu: 90% Zn, 89% Pb i 75% Cu. Pora roku nie miała wpływu na efektywność usuwania cynku, niewielki wpływ w przypadku ołowiu i zauważalny w przypadku miedzi. Autorzy tych badań stwierdzili również, że główną rolę w usuwaniu tych metali miała ściółka i gleba, podczas gdy roślinność akumulowała jedynie 2–7%. Oznacza to, że systemy bioretencyjne mają ograniczoną żywotność – jednym ze sposobów ich oczyszczenia może być zastosowanie roślinności hiperakumulującej metale ciężkie{{r|Muthanna}}.

* <ref name="NSCEP">{{Cytuj stronę | url = https://nepis.epa.gov/Exe/ZyNET.exe/200044BE.TXT?ZyActionD=ZyDocument&Client=EPA&Index=1995+Thru+1999&Docs=&Query=&Time=&EndTime=&SearchMethod=1&TocRestrict=n&Toc=&TocEntry=&QField=&QFieldYear=&QFieldMonth=&QFieldDay=&IntQFieldOp=0&ExtQFieldOp=0&XmlQuery=&File=D%3A\zyfiles\Index%20Data\95thru99\Txt\00000015\200044BE.txt&User=ANONYMOUS&Password=anonymous&SortMethod=h%7C-&MaximumDocuments=1&FuzzyDegree=0&ImageQuality=r75g8/r75g8/x150y150g16/i425&Display=hpfr&DefSeekPage=x | tytuł = Storm Water Technology Fact Sheet Bioretention | data = 1999 | opublikowany = National Service Center for Environmental Publications (NSCEP) | język = en | data dostępu = 2017-06-01 |}}</ref>

* <ref name="Bogacz">{{Cytuj pismo | autor = Adam BOGACZ, Przemysław Woźniczka, Ewa Burszta-Adamiak, Karolina Kolasińska | tytuł = Metody zwiększania retencji wodnej na terenach zurbanizowanych (Methods of enhancing water retention in urban areas) | url = http://agro.icm.edu.pl/agro/element/bwmeta1.element.agro-3b71c041-5aa6-4802-8796-0fc965017d2e/c/art3_27.pdf| czasopismo = Przegląd Naukowy – Inżynieria i Kształtowanie Środowiska | wolumin = 59 | strony = 27–35 | data = 2013 | url = http://agro.icm.edu.pl/agro/element/bwmeta1.element.agro-3b71c041-5aa6-4802-8796-0fc965017d2e/c/art3_27.pdf}}</ref>

* <ref name="Caraco">{{Cytuj książkę | nazwisko = Caraco | imię = Deb | tytuł = Stormwater BMP Design Supplement for Cold Climates | url = https://vermont4evolution.files.wordpress.com/2011/12/ulm-elc_coldclimates.pdf | wydawca = Center for Watershed Protection | miejsce = Ellicott City | data = 1997 | strony = 6-36–3 | nazwisko2 = Claytor | imię2 = Richard | rozdział = Filtering BMPs | urlarchiwum = httpshttp://vermont4evolutionarchive.files.wordpress.comis/2011/12/ulm-elc_coldclimates.pdf8OajK | data dostępuzarchiwizowano = 2017-06-19 |archiwum =data http://archive.is/8OajK | zarchiwizowanodostępu = 2017-06-19}}</ref>

* <ref name="stormwater">{{Cytuj stronę | url = http://www.lakesuperiorstreams.org/stormwater/toolkit/bioretention.html | tytuł = Bioretention Basins | autor = R. Axler R., C. Kleist, G. Host, C.Hagley, M.Lonsdale, J. Reed, J. Schomberg, N. Will, J. Henneck, G. Sjerven, E.Ruzycki, T.Carlson, B. Munson, C. Richards | data = 2009 | praca = LakeSuperiorStreams | opublikowany = University of Minnesota-Duluth | data dostępu = 2017-06-19 | archiwum = http://archive.is/6PyCT | zarchiwizowano = 2017-06-19 | data dostępu = 2017-06-19}}</ref>

* <ref name="Kosmala">{{Cytuj książkę | autor = Praca zbiorowa | tytuł = Prace Komisji Krajobrazu Kulturowego | wydawca = Komisja Krajobrazu Kulturowego [[Polskie Towarzystwo Geograficzne|PTG]], Oddział Katowicki PTG | miejsce = Sosnowiec | data = 2003 | tom = II | tytuł tomu = Woda w przestrzeni przyrodniczej i kulturowej | rozdział = "Ogrody„Ogrody deszczowe"deszczowe”, czyli ogrody retencjonujące wody opadowe -– moda czy konieczność | imię r = Marek | nazwisko r = Kosmala | dataimię dostępur = 2017-06-20Marek | adres rozdziału = http://www.krajobraz.kulturowy.us.edu.pl/publikacje.artykuly/2.Woda%20w%20przestrzeni/kosmala.pdf | strony = 266 | data dostępu = 2017-06-20}}</ref>

* <ref name="Li">{{Cytuj pismo | nazwisko = Li | imię = Houng | nazwisko2 = Davis | imię2 = Allen P. | tytuł = Heavy Metal Capture and Accumulation in Bioretention Media | czasopismo = Environmental Science & Technology | wolumin = 42 | wydanie = 14 | strony = 5247–5253 | data = 2008 | doi = 10.1021/es702681j }}</ref>

* <ref name="Sun">{{Cytuj pismo | nazwisko = Sun | imię = Xueli | nazwisko2 = Davis | imię2 = Allen P. | tytuł = Heavy metal fates in laboratory bioretention systems | czasopismo = Chemosphere | wolumin = 66 | wydanie = 9 | strony = 1601–1609 | data = 2007 | doi = 10.1016/j.chemosphere.2006.08.013 }}</ref>

* <ref name="Muthanna">{{Cytuj pismo | nazwisko = Muthanna | imię = Tone M. | nazwisko2 = Viklander | imię2 = Maria | nazwisko3 = Gjesdahl | imię3 = Nina | nazwisko4 = Thorolfsson | imię4 = Sveinn T. | tytuł = Heavy Metal Removal in Cold Climate Bioretention | czasopismo = Water, Air, and Soil Pollution | wolumin = 183 | wydanie = 1-41–4 | strony = 391–402 | data = 2007 | doi = 10.1007/s11270-007-9387-z }}</ref>