Flodsediment, delvis förorenat, har provats som substrat på gröna tak. Labförsök med artificiella regn utförda i Kina visade att näringsläckaget från sedimentsubstratet var måttligt i jämförelse med andra använda material t ex torvjord. Vattenretentionen var i alla blandningar >72 %.
Av: Jörgen Hanaeus
Laboratorieförsök med ett tiotal substratblandningar i lådor har genomförts för att få en uppfattning om föroreningsläckage från flodsediment i jämförelse med alternativa substrat för gröna tak. Fetknoppsväxter planterades. Artificiellt regn (30-35 mm) påfördes vid 11 tillfällen och jämfört med ett vanligt tak kunde en vattenretention av >72 % uppmätas vid dessa regn för alla substratblandningar.
Näringshalterna (COD, N, P) i utgående vatten var högre för substratblandningarna än för ett traditionellt tak, men den kumulativa effekten blev ändå den omvända; dvs mindre näringsläckage från de gröna taken. Fyra tungmetaller som uppmättes (Cu, Cd, Pb, Zn) visade måttliga halter; klart under Kinas klass 2 för ytvatten (µg/L: Cu <1000, Zn <1000, Cd <5 och Pb <10).
Bakgrund
Gröna tak har etablerats som verktyg i den urbana dagvattenhanteringen. Förutom en vattenretention har effekter som värmeisolering, odling av växter och djur och sänkning av den urbana lufttemperaturen nämnts. Indelning har gjorts i intensiva och extensiva gröna tak, där en substrattjocklek <15 cm definierar det extensiva gröna taket. Intensiva tak har alltså högre substrattjocklek som medger tyngre växter och ett tätare växttäcke medan de extensiva taken är gynnsamma för mindre och långsamväxande arter.
De värmetekniska fördelarna med gröna tak har belagts i studier liksom de goda effekterna för vattenretentionen, där både avrinningstoppar minskar liksom den kumulativa årliga avrinningen.
Ett grönt tak har förmågan att samla föroreningar från omgivande luft och nederbörd, vilket också medför en risk för utläckage med avrinningen från taket. Det har ökat intresset för vilka material som bör påföras och flera förslag har framförts.
I föreliggande studie har möjligheten att nyttja måttligt förorenade flodsediment som substrat undersökts.
Material och metod
Tio boxar installerades på taket till Bejings universitet. Dimensionerna var B=13 cm, L=42 cm och H =12 cm med en bottenlutning av 5 % och en utloppsledning med 20 mm diameter.
Invändigt i boxarna lades fyra lager: (underifrån) en vågformad dräneringsplatta i plast; en vattengenomsläpplig geotextil; det substrat som skulle undersökas, samt vegetation: Fetknopp med 240 sticklingar per m2.
Beträffande substraten togs jord från ett närliggande grönområde (NS=native soil, referens) och tillsattes i 35-40 % till alla boxar utom referenserna (100 % resp 0 % för traditionellt tak). Flodsediment togs från uppströmsdelen av Zhuanghe River (RSU) och från dess mynning (RSS). De torkades och siktades genom 2 mm sikt. Flodsediment tillsattes med 30 % i två av boxarna. I övriga boxar (exkl. referenserna) tillsattes 30 % torvjord. Därutöver användes endera slagg, glaskross, tegelkross eller vermikulit i 30 % tillsats utom i referenserna (NS, trad.).
Försök
Regn simulerades med lokalt kranvatten och pump: kväve ca 3 mg N/L, COD ca 6 mg/L, fosfor 0,01 mg P/L, pH 7,2. Torrperiod före regn valdes till 7 dygn (medel för Bejing, juni-september) och tillförseln var 15 mm/h till 30 eller 35 mm.
Resultat
Under de sex första regnen varierade avrinningen en hel del, men retentionen var ändå omkring 80 %. Vid ett tillfälle regnade det naturligt och boxarna täcktes med plast för att hindra oplanerad tillförsel av vatten. Retentionen gick då ner mot 60 % pga utebliven avdunstning. Det traditionella taket hade knappt 5 % retention. Retentionen stabiliserades i de fortsatta regnförsöken.
Beträffande näringsläckage höll det traditionella taket i medeltal 42 mg COD/L, 6 mg N/L och 0,1 mg P/L. Boxen NS gav i medel 140 mg COD/L medan de gröna taken visade 100-300 m COD/L; gynnsammast var boxen med 30 % flodsediment (RSU) som gav ca 90 mg COD/L. Samma mönster uppmättes för kväve och fosfor.
Eftersom avrinnande vattenmängder varierade påtagligt blev de kumulativa näringsutsläppen annorlunda. För hela perioden läckte RSU-alternativet ca 150 mg COD, 50 mg N och 0,5 mg P, vilket var ungefär lika med NS-referensen och klart lägre än alla övriga boxar inkl det traditionella taket.
Tungmetallprover togs också och det traditionella taket gav de lägsta halterna ut avseende Cu och Pb, medan RSU-alternativet föll bäst ut för Cd och Zn. I jämförelse med Kinas standard klass 2 för ytvatten gav RSU-boxen följande halter: Cu 20 µg/L (1000 std), Pb 0,4 µg/L (10 std), Cd 0,02 µg/L (5 std) och Zn 19 µg/L (std 1000).
De planterade växterna tillväxte gott i en enkel översyn utom för referensjorden (NS) som hade ett lägre innehåll av växtnäring.
Slutsatser
Författarna drog slutsatsen att måttligt förorenade flodsediment kunde användas i substrat för gröna tak, men att utföra försök före tillämpning vore klokt.
Sammantaget kan man säga att vattenretentionen fungerar väl, att näringen förhoppningsvis kan skördas men också att substratet till slut förorenas av metaller och ska tas om hand.
Källa: Zhang, Wei1),2) , Zhong, Xing1), Che, Wu1),2) , Sun, Huichao1) & Zhang, Hailong3) (2018): A laboratory study to determine the use of polluted river sediment as a substrate for extensive green roofs. Water Science & Technology, 78.11, pp 2247-2255.
Hela artikeln i Water Science & Technology finns att köpa här.
Författarna från:
- Bejing Engineering Research Center of Sustainable Urban Sewage System Construction and Risk Control, Bejing University of Civil Engineering and Architecture, 100044 Bejing, China.
- Key Laboratory of Urban Stormwater System and Water Environment, Ministry of Education, Bejing University of Civil Enginering and Architecture, Bejing 100044, China.
- Zhuanghe Urban-Rural Planning and Development Bureau, Zhuanghe 116400, China,
Kontakt: zhangwei@bucea.edu.cn
