Rozwój rolnictwa, przemysłu i motoryzacji przyczynił się do zwiększenia ilości zanieczyszczeń i zachwiania równowagi w środowisku. Czasami sama natura podpowiada nam jak w prosty sposób ograniczyć rozprzestrzenianie związków organicznych i wspomóc procesy regeneracji.
Czym są związki organiczne?
Fosfor (P) i azot (N) to pierwiastki tworzące związki odpowiadające za rozwój i wzrost roślinności. Problemem dla środowiska staje się ich nadmiar
Nadmiar fosforu – przyczynia się do użyźnienia zbiorników wodnych, czyli eutrofizacji. Skutkuje to intensywnym wzrostem glonów i sinic i w następstwie…zakazem kąpieli!
Nadmiar azotu – także przyczynia się do eutrofizacji, a dodatkowo sam stanowi zagrożenie dla zdrowia ludzi. Spożywanie większych ilości azotanów może powodować choroby krwi, objawiające się sinicą.
Szczególnie narażone na eutrofizację są sztuczne zbiorniki wodne zbudowane na rzekach. Przechwytują i gromadzą zanieczyszczenia powierzchni zlewni o wiele większej niż powierzchni zlewiska naturalnego jeziora.
Ile fosforu i azotu w roślinie?
W wyniku badań naukowych i obserwacji zauważono, że niektóre rośliny gromadzą duże ich ilości azotu i fosforu w liściach, łodygach i korzeniach. W związku z tymi naturalnymi właściwościami, zaczęto wykorzystywać je do oczyszczania środowiska. Ta metoda zwana jest fitoremediacją.
W strefie przybrzeżnej jezior i rzek, wchłanianie związków organicznych odbywa się głównie dzięki korzeniom. Prędkość i wydajność tego poboru zależy przede wszystkim od gatunków roślin, ale także od związków w jakie wchodzą z innymi mikroorganizmami.
Ze środowiskiem wodnym są związane najbardziej wrażliwe na zanieczyszczenia ekosystemy i grupy organizmów (płazy, gady, ważki, ptaki). Dlatego szczególnie warto chronić rzeki, stawy parkowe i jeziora przed zanieczyszczeniami spływającymi z pól uprawnych i dróg.
Ze względu intensywniejsze rolnictwo, zagęszczającą się zabudowę, zanikają zakrzewienia nadrzeczne i miedze śródpolne. Spada więc udział roślin wyłapujących zanieczyszczenia. Całkowity brak roślinności przybrzeżnej pomiędzy rzeką, a terenami przyległymi prowadzi do zwiększonego transportu zawiesiny, zanieczyszczeń i śmieci.
Skutecznym narzędziem blokującym przepływ nadmiaru zanieczyszczeń mogą być nasadzenia roślin charakterystycznych dla strefy przybrzeżnej zbiorników wodnych i rzek. W ten sposób tworzą się naturalne, oczyszczające bufory.
Naturalnie wykształcona roślinność w strefach przybrzeżnych jeziora lub rzeki
Strefa przejściowa pomiędzy dwoma różnymi środowiskami…czyli ekoton
Rośliny, które usuwają ogromne ilości zanieczyszczeń, są bardzo popularne i powszechnie występujące.
Trzcina, usuwa ogromne ilości azotu i fosforu. Dlatego jest powszechnie używana w roślinnych oczyszczalniach ścieków! Hektar trzciny zmagazynuje aż 40 kg fosforu oraz nawet 225 kg azotu w ciągu roku. W przypadku popularnej pałki wodnej te wartości mogą być nawet 10 razy wyższe!
Trzcina pospolita i jej częsty gość… ptak trzciniak Fot. Psubraty
Trzcina dobrze znosi zanieczyszczenia ściekami komunalnymi, wychwytuje azot i fosfor. Wzmacniana efektywność dzięki mykoryzie. Stosowane sa w hydrobotanicznej oczyszczalni ścieków.
Krwawnica pospolita – polecana do stref ekotonowych ze względu na zwiększenie ich bioróżnorodności dla zapylaczy
Kosaciec żółty – zalecany do stref ekotonowych, zdolność wiązania dużych ilości biogenów (azotu i fosforu). Odpowiedni do miejsc okresowo zalewanych wodą.
Pokrzywa – najefektywniej kumuluje azot i fosfor, wchodzi w związki mykoryzowe, które powodują, że z większego obszaru pobiera wodę
Grążel żółty
Łączeń baldaszkowaty – polecany do stref ekotonowych ze względu na zwiększenie ich bioróżnorodności dla zapylaczy, odporny na wahania poziomu wody
Tę wysoką efektywność rośliny przebrzeżne zawdzięczają tlenowi zawartemu w kłączach. Pozwala on, na zachodzenie procesów spalania cukrów również kiedy łodyga i kłącza są zanurzone w wodzie, a także w zimie.
Nie ma to jak łąka
Szczególnym rodzajem stref buforowych są łąki. Zawdzięczamy to dobrze rozwiniętemu systemowi korzeniowemu traw. Wiele gatunków pochłania azot i fosfor przez cały rok. Hektar nadbrzeżnej łąki może magazynować do 70 kg azotu i do 8 kg fosforu rocznie.
Pomimo, że te wartości są imponujące, najwięcej magazynują oczywiście nadrzeczne lasy łęgowe, których zwiększona efektywność związana jest z głębszą penetracją korzeni.
Symbioza organizmów dla czystego środowiska!
Kolejnym przejawem efektywności oczyszczających buforów jest symbioza między korzeniami, a grzybami. Te związki kształtują się dość wolno. Dlatego jeśli nad jakimś stawem, czy kanałem rozwija się naturalna roślinność wodna, warto ją wspierać. Dzięki grzybni zwiększa się kilkukrotnie odporność na choroby roślin, a także obszar, z którego roślina czerpie wodę.
Jesienią naziemne części roślin obumierają. Fosfor i azot transportowany jest z powrotem z liści do korzeni. Część jest magazynowana, a część uwalniana do wód i gleby. Dlatego ważne jest, żeby jesienią w obszarach o dużej ilości zanieczyszczeń, skosić roślinność ze zboczy rzek, stawów i kanałów. Taka biomasa będzie świetnym surowcem kompostowym do stworzenia naturalnych nawozów!
Wiązówka błotna – wchodzi w związki mikoryzowe przez co efektywnie wychwytuje biogeny
Funkcje stref ekotonowych:
Jak skonstruować naturalne, roślinne filtry oczyszczające?
Roślinne strefy buforowe powinny maksymalnie redukować zanieczyszczenia przedostające się do wód. Powinny spełniać swoją rolę przez wiele lat, dzięki nasadzeniom gatunków rodzimych i odpowiedniej pielęgnacji.
Strefa ekotonowa wykonana w projekcie EKOROB. Zdjęcie przedstawia nasadzenia wzdłuż poligonu Zarzęcin. Celem jest redukcja zanieczyszczeń dopływających wodami burzowymi. Źródło: Projekt EKOROB Poligon Zarzęcin
Strefa ekotonowa wykonana przez projekt EKOROB. Nasadzenia umocnione matą kokosową.
Pałka szerokolistna jest jedną z roślin polecanych do nasadzenia w miejscach gdzie stale występuje woda.
Inne rośliny zabagnionych zbiorowisk szuwarowych, o właściwościach oczyszczających: manna mielec, grążel żółty, kosaciec żółty, trzcina pospolita.
Sitowie to roślina oczyszczające strefy okresowo zalewanej. Fot. Psubraty
Inne zbiorowiska terenów okresowo zabagnionych i rośliny tam występujące: turzyce (zaostrzona, błotna), mozga trzcinowata z dużym udziałem pokrzywy, sitowie leśne z turzycą zaostrzoną, łąka świeża z kostrzewą czerwoną, śmiałkiem darniowym, życicą trwałą, koniczyną łąkową, życicą trwałą, łąka świeża ze szczawiem polnym, krwawnikiem pospolitym i babką lancetowatą.
Kalina (siedliska wyżej położone, suche). Efektywność oczyszczania jest zwiększana przez mikoryzę.
Oczyszczające przepływowe gabiony wypełnione skałą wapienną na Jez. Zgorzała w Warszawie. Fot. Psubraty
Pływające oczyszczające wyspy wykonane przez wolontariuszy Fundacji Sendzimira w Lachtorzewie. Fot. Psubraty
Budowa ściany denitryfikacyjnej nad Zbiornikiem Sulejowskim w Łodzi. Zdjęcia pochodzą ze strony projektu EKOROB
Nie stosujmy roślin obcych i inwazyjnych!
tatarak zwyczajny – nie polecamy. Jest rozpowszechniony, jednak jest to roślina obca w środkowoeuropejskim ekosystemie. Zamiast niej zastosuj: pałkę szerokolistną, trzcinę, sitowie.
azolla afrykańska – nie polecamy. Jest to roślina inwazyjna, która zagraża naszemu środowisku. Zamiast niej zastosuj: rzęsę drobną, żabiściek pływający.
Dane z Państwowego Monitoringu Środowiska pokazują niestety, że nasze rzeki są bardzo zanieczyszczone i w większości nie osiągają „dobrego stanu wód” 1 . Niestety przekłada się to również na stan środowiska Bałtyku. Dlatego ważne jest, aby zrozumieć, że każde nasze drobne działanie przekłada się na skalę ponadregionalną.
Zachęcamy do stosowanie tych rozwiązań!
Źródła:
- Główny Inspektorat Ochrony Środowiska, Monitoring Wód
- Strefy buforowe i biotechnologie ekohydrologiczne w ograniczaniu zanieczyszczeń obszarowych, Izydorczyk K. i in., 2015, Łódź
- Dyrektywa 2000/60/WE Parlamentu Europejskiego i Rady Europy z dnia 23 października 2000r.
- Siciliano et al. Bioaugmentation as a tool protect the structure and function of an activated sluge microbial community. Applied and Environmental Microbiology 2003.
