Биоудержание - Bioretention

Биоудерживающая клетка, также называемая дождевой сад, в Соединенные Штаты. Он предназначен для обработки загрязненных ливневая вода сток с соседней стоянки. Растения находятся в зимнем покое.

Биоудержание это процесс, в котором загрязнители и осаждение удалены из ливневая вода сток. Ливневые воды собираются в зону обработки, которая состоит из защитной полосы травы, песчаного дна, зоны пруда, органический слой или мульча отводка, посадка почва, и растения. Сток сначала проходит над песчаным дном или через него, что замедляет скорость стока, распределяет его равномерно по длине зоны водоема, состоящей из поверхности органический слой и / или почвопокровное растение и нижележащая посадочная почва. Площадка для пондирования градуирована, ее центр вдавлен. Вода выливается на глубину 15 см (5,9 дюйма) и постепенно проникает в зону биологического удерживания или эвапотранспирированный. Зона биологического удерживания градуирована, чтобы отводить лишние стоки от себя. Вода, скопившаяся в зоне биологического удержания, в почве насаждения в течение нескольких дней проникает в нижележащие почвы.^[1]

Фильтрация

Каждый из компонентов зоны биозадержания предназначен для выполнения определенной функции. Буферная полоса травы снижает скорость поступающего стока и фильтрует частицы со стока. Песчаный слой также снижает скорость, фильтрует твердые частицы и распределяет поток по всей длине области биологического удержания. Аэрация дренаж посевной почвы обеспечивается песчаной подушкой глубиной 0,5 м (20 дюймов). Пруд является местом временного хранения стоков до их испарение или же проникновение. Некоторые твердые частицы, не отфильтрованные полосой фильтра травы или песчаным слоем, оседают в зоне пруда.^[1]

В органический или же мульча слой также фильтрует загрязняющие вещества и обеспечивает среду, способствующую росту микроорганизмы, которые ухудшают нефть продукты на основе и другие органический материал. Этот слой действует аналогично опавшие листья в лесу и предотвращает эрозия и высыхание нижележащих почв. Посажен почвопокровное растение также снижает риск эрозии, немного более эффективно, чем мульча. Максимальная скорость потока листа до возникновения эрозионных условий составляет 0,3 метра в секунду (1 фут в секунду) для почвопокровного растения и 0,9 метра в секунду (3 фута в секунду) для мульчи.^[2]

В глина в посадочной почве обеспечивает адсорбция сайты для углеводороды, тяжелые металлы, питательные вещества и другие загрязнители. Хранение ливневых вод также обеспечивается пустотами в посадочной почве. Накопленная вода и питательные вещества в воде и почве становятся доступны растениям для поглощения. Планировка зоны биологического удержания определяется после рассмотрения ограничений площадки, таких как расположение коммуникаций, подстилающие почвы, существующая растительность и дренаж. Сайты с суглинистый песчаные почвы особенно подходят для биологического удержания, потому что вынутый грунт можно засыпать и использовать в качестве посадочного грунта, тем самым устраняя затраты на импорт посадочного грунта. Неустойчивый окружающий слой почвы и почвы с содержанием глины более 25 процентов могут препятствовать использованию биологического удерживания, как и участок с уклоном более 20 процентов или участок со взрослыми деревьями, которые будут удалены во время строительства лучшие практики управления.^[3]

Восстановление тяжелых металлов

Загрязняющие следы металлов, такие как цинк, вести, и медь находятся в ливневый сток с непроницаемых поверхностей (например, проезжей части и тротуаров). В системах очистки, таких как дождевые сады и плантаторы ливневых вод, используется биологически удерживающий слой для удаления тяжелых металлов из ливневых стоков. Растворенные формы тяжелых металлов могут связываться с частицами отложений на проезжей части, которые затем улавливаются системой биологического удержания. Кроме того, тяжелые металлы могут адсорбироваться на частицах почвы в среде биологического удерживания, когда сточные воды фильтруются.^[4] В лабораторных экспериментах клетки с биологической ретенцией удалили 94%, 88%, 95% и> 95% цинка, меди, свинца и кадмий соответственно от воды с концентрациями металлов, характерными для ливневого стока. Несмотря на то, что это большое преимущество для улучшения качества воды, системы биологического удержания обладают ограниченной способностью удалять тяжелые металлы. Это в конечном итоге позволит контролировать срок службы систем биологического удержания, особенно в областях с высокими нагрузками на тяжелые металлы.^[5]

Удаление металла биологически удерживающими ячейками в холодном климате было таким же или немного ниже, чем в более теплых условиях. Растения менее активны в холодное время года, что позволяет предположить, что большая часть тяжелых металлов остается в среде биологического удержания, а не поглощается корнями растений.^[6] Следовательно, удаление и замена биологически удерживающего слоя станет необходимым в районах с загрязнителями тяжелыми металлами в ливневых стоках, чтобы продлить срок службы системы очистки.

Смотрите также

• Bioswale
• Пополнение подземных вод
• Дождевой сад
• Городской сток
• Фиторемедиация
• Фильтр в виде дерева

Рекомендации

1. Информационный бюллетень по технологии ливневых вод: биозащита (Отчет). Вашингтон, округ Колумбия: Агентство по охране окружающей среды США (EPA). Сентябрь 1999 г. EPA-832-F-99-012.
2. Clar, M.L .; Barfield, B.J .; О’Коннор, Т. (2004). Руководство по разработке лучших методов управления ливневыми водами, Том 2: Растительные биофильтры (Отчет). Цинциннати, Огайо: EPA. EPA-600 / R-04 / 121A.
3. Руководство по биологической ретенции (PDF) (Отчет). Ларго, Мэриленд: Департамент природных ресурсов округа Принс-Джордж. 2009. С. 6, 42. Архивировано с оригинал (PDF) на 2011-01-08.
4. Ли, Х. и Дэвис, А. П. (2008). Дои:10.1021 / es702681j «Улавливание и накопление тяжелых металлов в средах биологического удерживания». Экология и технологии, 42 (14), 5247-5253.
5. Сан, X., и Дэвис, А. П. (2007).«Судьбы тяжелых металлов в лабораторных системах биологической задержки». Chemosphere, 66 (9), 1601-1609.
6. Мутанна, Т. М., Викландер, М., Гьесдал, Н., и Торолфссон, С. Т. (2007).«Удаление тяжелых металлов в условиях биоудержания в холодном климате». Загрязнение воды, воздуха и почвы, 183 (1-4), 391-402.

• Дэвис, Аллен П. (2007). «Полевые характеристики биологической ретенции: качество воды». Экологическая инженерия. 24 (8): 1048–1064. Дои:10.1089 / ees.2006.0190.
• Лю, Цзя; Образец, Дэвид Дж .; Белл, Кэмерон; Гуань, Юньтао (2014). «Обзор и исследования потребностей в области биологического удерживания, используемой для очистки городских ливневых вод». Вода. 6 (4): 1069–1099. Дои:10.3390 / w6041069.
• Трэвер, Роберт Дж .; Дэвис, Аллен П .; Хант, Уильям Ф. (октябрь 2007 г.). «BMPs для биозамещения и биоинфильтрации: опыт трех исследователей». Ливневая вода. Санта-Барбара, Калифорния: Forester Media. ISSN  1531-0574. Архивировано из оригинал 2015-04-02.