Växter planteras ofta i våtmarksytor för att förbättra deras effektivitet. Här har tre olika slags växter placerats i pilotskalecylindrar och jämförts avseende sin tillväxt i olika delar och förmåga att ta upp näring från ett eutroft flodvatten.
Av: Jörgen Hanaeus
Akvatiska makrofyter anses vara nyttiga i våtmarker. De minskar igensättningen, förbättrar hydrauliken, erbjuder växtytor för bakterier, tar upp näring och bidrar till syrsättning av vattnet. För att undersöka några växtarters förmåga att ta upp näring, planterades arterna Phragmites australis (bladvass), Typha orientalis (kaveldun) och Sparganium stoloniferum ((common bur-reed) kallas här Sparganium) i cylindriska behållare och tillfördes eutroft flodvatten, simulerande en våtmark med vertikalströmning. Tillväxten mättes, liksom växtdelarnas varierande innehåll av forsfor och kväve under 5 månader. Kvävet fördelades om under från att före perioden ha funnits mest i löv >rötter>stam till att efter 5 månader fördelas rötter>löv>stam. Den totala biomassan hade ökat 4-10 ggr för de lika arterna. Totalkvävereduktionen blev 67-72%, med kaveldunet främst, jämfört med kontrollens – oplanterad våtmark – 53 %. Totalfosforreduktionen blev 62-63% jämfört med kontrollens 50 %.
Bakgrund
Våtmarksväxter anses kunna ta upp näring från passerande vatten, vilket är intressant vid behandling av avloppsvatten eller förorenat ytvatten. Målet med de genomförda försöken var att kunna ange storleken av näringsupptaget (COD,N,P) för tre utvalda våtmarksväxter, samt tillväxten i biomassa och dess fördelning på löv, stam och rötter. Våtmarksväxterna valdes bland vanliga arter i regionen: bladvass, kaveldun och Sparganium och man var också intresserade av hur näringsupptaget fördelades i tid.
Försöken
Eutroft flodvatten från floden Fuxing River, Tianjin, Kina tillfördes acklimatiserade plantor (2 veckor) av bladvass (den vanligast valda våtmarksväxten), kaveldun och Sparganium, som placerats i cylindrar med diameter 0,5m och höjden 1,3m. För varje växt preparerades två cylindrar; en för nedåtriktad och en för uppåtriktad strömning. Även en oplanterad kontrollenhet fylldes, vilket gav totalt 7 växtcylindrar, placerade utomhus). Substratet var singel (hydraulisk konduktivitet 48 cm/s) och skiffermaterial (pH 8,1, hydraulisk konduktivitet 10 cm/s). Skiffermaterialet var huvudfiltreringsenhet, ca 0,5 m hög. Singelmaterialet placerades ovanför och nedanför skiffermaterialet. Lufttemperaturen under försöksperioden, juni-september, var 20-26°C.
Plantornas höjd var ca 0,9m (bladvass), 0,5m (Sparganium) och 0,7m (kaveldun). Efter en acklimatiseringsvecka hade ovanjordsdelarna vissnat till stor del och dessa avlägsnades. Ungefär 40 l flodvatten per dygn tillsattes denna vecka. I den följande mätperioden belastades med ungefär 0,4 m/d, vilket svarade mot en teoretisk hydraulisk uppehållstid av ett dygn.
Resultat
Tillväxten under de första juniveckorna var svag, beroende på bl a ogynnsamma väderförhållanden. Ett stycke in i juli var dock tillväxten stabil och god för alla tre växtslagen, se tabell 1.
Tabell 1. Tillväxt i biomassa under försöksperioden. (Illustration ej längre tillgänglig).
Fördelningen torr/våt massa samt fördelning ovan/under jord redovisas också. Kväve- och fosfor-fördelningen före och efter försöksperioden ges i tabell 2.
Tabell 2. Kväve och fosforfördelning i växterna före försöksperioden. (Illustration ej längre tillgänglig).
Motsvarande värden efter försöksperioden framgår av tabell 3.
Vattenkvaliteten förändrades enligt tabell 4.
Tabell 4. Vattenkvalitetsförändringar (i %) vid passage av försökskärlen. (Illustration ej längre tillgänglig).
Genom jämförelse med kontrollen erhålls ett mått på växternas inflytande på näringsupptaget. Alla valda växtslag ökade alltså näringsupptaget märkbart.
Slutsatser
Genom växternas insats kunde effektiviteten hos de vertikala våtmarksfiltren höjas påtagligt. Kaveldunet hade störst inflytande på kväveavskiljningen, i övrigt skiljde inte mycket mellan växtslagen.
Ökningen var av storleksordningen 25-30%. Det ska då påpekas att det gällde en sommarperiod med god temperatur och resultaten går naturligtvis inte att enkelt överföra till en skandinavisk vinterperiod. Därför rapporteras vanligen växternas inverkan i liknande system till stoleksordningen 10% på årsbasis. Tidiga svenska arbeten på området har utförts av Karin Sundblad Tonderski och Hans-Bertil Wittgren vid LiU.
Källa: Liu, Xiaoa)a)a)b)c): “Growth characteristics and nutrient removal capability of plants in subsurface vertical flow constructed wetlands”. Ecological Engineering 44, (2012), pp 189-198.
a) Key Laboratory of Environment Remediation and Pollution Control in Tianjin, College of Environmental Science and Engineering, Nankai University, Tianjin, China.
b) Tianjin Hydraulic Science Research Institute, Tianjin, China
c) Civil Engineering Researh Centre, School of Computing Science and Engineering, University of Salford, Salford, England
Hela artikeln från Ecological Engineering kan köpas här.
Kontakt: sihuang@nankai.edu.cn eller m.scholz@salford.ac.uk
