Биоретенција

Биоретенција е процес во кој загадувачите и седиментацијата се отстрануваат од атмосферските води истек. Главната цел на ќелијата за биоретенција е да го намали врвниот истек, како и да ги отстрани загадувачите од истекувањето на атмосферските води. ^[1]

Атмосферската вода прво се насочува кон конструираната зона за третман, која конвенционално се состои од песочен слој (кој служи како премин кон самата почва), слој од филтерски медиум (кој се состои од слоевити материјали со различен состав) и растенија на врвот од филтерскиот медиум. Со текот на годините се предложени различни измени во почвата, како што се остатоци од третман на вода (WTR), лушпа од кокос, биојаглен итн.За овие материјали беше објавено дека имаат подобрени перформанси во однос на отстранувањето на загадувачите. Истекувањето прво поминува преку или низ песочен слој, што ја забавува брзината на истекот, го распределува рамномерно по должината на површината за езерцање, која се состои од површински органска слој и/или земјена покривка и подлогата за садење. Складираната вода во почвата за садење во областа за биоретенција се ексфилтрира во текот на неколку дена во основните почви.

Терминот „биозадржување“ се однесува на фактот дека биомасата во медиумот за третман, како што се растенијата и бактериите, ги задржува, апсорбира, разградува и циклира загадувачите што се наоѓаат во истечните води. Токму „био“ масата ги „задржува“ и ги менува загадувачите.Овие биолошки процеси се неопходни за трансформирање на штетните загадувачи во помалку токсични форми пред да стигнат до водните тела низводно. Со текот на времето, микробните заедници во почвената матрица се прилагодуваат на локалните оптоварувања со загадувачи, подобрувајќи ја долгорочната ефикасност на третманот на системот. Филтрацијата, адсорпцијата, хемиската трансформација и биолошката деградација се главните методи за третман на загадувачи во биоретенцијата.Филтрацијата првенствено ги отстранува суспендираните цврсти материи, додека адсорпцијата ги врзува растворените загадувачи со почвата или органските честички. Хемиските и биолошките механизми работат заедно за да ги намалат концентрациите на хранливи материи и да ги разградат јаглеводородите и патогените.

Секоја од компонентите на зоната за биоретенција е дизајнирана да извршува специфична функција. Тревната тампон лента ја намалува брзината на дојдовниот истек и ги филтрира честичките од истекувањето. Песочниот слој, исто така, ја намалува брзината, ги филтрира честичките и го распределува протокот по должината на зоната за биоретенција. Аерација и дренажа на почвата за садење се обезбедени од песочниот слој длабок . Зоната за езерцање обезбедува привремена локација за складирање на истекувањето пред неговото испарување или инфилтрација. Некои честички што не се филтрираат од лентата за филтрирање трева или песочниот слој се таложат во зоната на езерца.^[2]

Слојот органски или прекривка исто така филтрира загадувачи и обезбедува средина погодна за раст на микроорганизми, кои ги разградуваат производите базирани на нафта и другиот органски материјал. Овој слој делува на сличен начин како лисното ѓубре во шума и спречува ерозија и сушење на подземните почви. Засадената земјена покривка ја намалува и можноста за ерозија, малку поефикасно од прекривката. Максималната брзина на проток на листот пред ерозивните услови е 0,3 метри во секунда (1 стапка во секунда) за засадена земјана покривка и 0,9 метри во секунда (3 стапки во секунда) за прекривка. Складирањето на атмосферски води се обезбедува и од празнините во почвата за садење. Складираната вода и хранливи материи во водата и почвата потоа им се достапни на растенијата за апсорпција. Распоредот на зоната за биоретенција се одредува откако ќе се земат предвид ограничувањата на локацијата, како што се локацијата на комуналните услуги, подземните почви, постојната вегетација и дренажата. Локациите со глинестапесочна почва се особено соодветни за биоретенција бидејќи ископаната почва може да се наполни и да се користи како почва за садење, со што се елиминираат трошоците за увоз на почва за садење. Нестабилен околн почвен слој и почви со содржина на глина поголема од 25 проценти може да ја спречат употребата на биоретенциона, како што би било и локација со наклони поголеми од 20 проценти или локација со зрели дрвја кои би биле отстранети за време на изградбата на најдобри практики за управување.

Главните хранливи материи што се наоѓаат во истекувањето на атмосферските води се фосфор и азот, кои најчесто се создаваат од ѓубрива за тревници, отпадоци од лисја, исечена трева, неѓубрени почви, детергенти, таложење од воздух и врнежи од дожд. Доколку не се третираат, овие хранливи материи придонесуваат за еутрофикација во низводните водни системи, што доведува до цветање на алги и осиромашување на кислородот. Медиумите за биоретенција дизајнирани со оптимална содржина на почва и органски материи можат значително да ги намалат и вкупните и растворените форми на азот и фосфор. Биоретенцијата е ценета поради неговата компактна големина, прифатлива цена и естетски изглед. Овие системи го подобруваат полнењето на подземните води, ги намалуваат врвните стапки на испуштање и волумените на површинскиот истек и значително го подобруваат квалитетот на дождовницата. Тие исто така нудат дополнителни предности како што се изградба на живеалишта, сенка, намалување на бучавата и ублажување на ефектите од урбаните топлински острови. Кога се интегрирани во урбани улични пејзажи или паркинзи, системите за биоретензионирање обезбедуваат зелен простор и визуелно олеснување во инаку непропустливи средини. Овие дополнителни придобивки ги прават претпочитана стратегија за развој со ниско влијание (LID) и во новите случувања и во апликациите за ретрофит.

Загадувачи во траги како што се цинк, олово и бакар се наоѓаат во истекот на атмосферските води од непропустливи површини (на пр. патишта и тротоари). Системите за третман како што се дождовните градини и саксиите за атмосферски води користат слој за биоретенција за отстранување на тешките метали во истекот на атмосферските води. Растворените форми на тешки метали може да се врзат за честичките од седиментот на патот, кои потоа се заробуваат од системот за биоретенција. Дополнително, тешките метали може да се адсорбираат за честичките од почвата во медиумот за биоретенција додека истекот се филтрира низ. Во лабораториски експерименти, клетките за биоретенција отстраниле 94%, 88%, 95% и >95% од цинк, бакар, олово и кадмиум, соодветно, од вода со концентрации на метали типични за истекување на атмосферски води. Иако ова е голема придобивка за подобрување на квалитетот на водата, системите за биоретенција имаат ограничен капацитет за отстранување на тешки метали. Ова на крајот ќе го контролира животниот век на системите за биоретенција, особено во области со високи оптоварувања со тешки метали.^[3]

Отстранувањето на метали со помош на клетки за биоретенција во ладни клими беше слично или малку помало од она во потоплите средини. Растенијата се помалку активни во постудените сезони, што укажува дека повеќето тешки метали остануваат во медиумот за биоретенција, наместо да бидат апсорбирани од корените на растенијата. Затоа, отстранувањето и замената на слојот за биоретенција ќе стане неопходно во областите со загадувачи на тешки метали во истечните атмосферски води за да се продолжи животниот век на системот за третман.