Загрязнение пресной воды солью становится все более серьезной проблемой во всем мире. Избыточное количество соли вредит растениям, ухудшает почву и качество воды. В городских районах дорожная соль, используемая для борьбы с обледенением зимой, часто попадает в ливневые системы, создавая проблемы для здоровья и инфраструктуры.
В частности, соли могут влиять на такие процессы, как фильтрация и загрязнение удерживающих бассейнов, которые используются для управления и очистки городских ливневых стоков. Меган Риппи, доцент кафедры гражданского и экологического строительства Университета Вирджинии, занимается изучением того, как соль влияет на растения в удерживающих бассейнах ливневых стоков, и оценкой того, могут ли определенные растения смягчить солевое загрязнение с помощью процесса, называемого фиторемедиацией.
«Растения играют важную роль в работе зеленой инфраструктуры, но только 1 процент растений, известных как галофиты, может выдерживать сильно засоленную среду, - рассказывает Риппи. - Это делает важным характеризовать угрозу, которую соли представляют для зеленой инфраструктуры, а также потенциал солеустойчивых видов для смягчения этой угрозы».
Риппи провела годичное исследование, изучающее бассейны для сбора ливневых вод в Северной Вирджинии, сосредоточившись на влиянии дорожной соли на растения, почвы и качество воды в системах зеленой инфраструктуры. Эти бассейны, предназначенные для управления ливневым стоком и улучшения качества воды, сталкиваются с проблемами, связанными с дорожной солью, используемой в зимние месяцы.
Исследование, опубликованное в журнале Science of the Total Environment, показывает, что количество соли, присутствующей в системах зеленой инфраструктуры, достигает уровней, которые угрожают растительным сообществам. Бассейны, дренирующие дороги, показали самые высокие уровни соли, вызывая значительный стресс у растений. Парковки были следующими с умеренным уровнем соли, в то время как бассейны, дренирующие травянистые участки, имели небольшой или нулевой солевой стресс.
Из 255 видов растений, выявленных в бассейнах, 48 местных видов показали способность переносить высокие концентрации соли. Некоторые растения, в частности рогоз, поглощали значительные количества соли, намного больше, чем другие виды.
Исследователи сосредоточились на 14 дренажных водохранилищах по всей Северной Вирджинии, измеряя уровень соли в воде, почве и растительных тканях на протяжении четырех сезонов. Образцы воды были проанализированы в Лаборатории мониторинга водораздела Оккокуан на электропроводность и основные солевые ионы. Эти водохранилища обеспечивают дренаж для различных типов земель, включая дороги, парковки и травянистые участки.
По итогам подсчетов, стало ясно, что хотя рогоз и продемонстрировал самые многообещающие результаты по солеудалению, одни лишь посадки рогоза – не выход. Даже в бассейне, густо засаженном рогозом, можно было удалить только около 5–6 процентов дорожной соли, нанесенной зимой. Это говорит о том, что фиторемедиация сама по себе не может устранить соляное загрязнение, но хорошо дополняет более широкие стратегии разумного зимнего применения соли.
Изменение климата вероятно изменит динамику солевого стресса в системах ливневых стоков, полагают ученые.
Поскольку зимы в переходных климатических зонах становятся мягче, с большим количеством дождей и меньшим количеством снега, количество соли, применяемой для посыпки дорог, может уменьшиться. Этот сдвиг может привести уровни соли в дренажных бассейнах в большее соответствие со способностью растений поглощать и перерабатывать засоление.
Однако регионы с устойчивым снежным покровом могут столкнуться с другими проблемами, такими как замедленный смывание противогололедного реагента и задержка появления всходов растений, что может повлиять на профили солевого стресса и возможности фиторемедиации.
Это исследование дает ценную информацию о взаимодействии между растениями, солевым загрязнением и зеленой инфраструктурой. Понимая, как растения переносят и перерабатывают соль, мы становимся на шаг ближе к разработке устойчивых решений ливневой канализации для защиты пресноводных экосистем. Ученые считают, что в будущем растения для фиторемедиации, как рогоз, будут частью проектов в ЖКХ и дорожном хозяйстве.
Источник: Virginia Tech. Автор Кортни Сакри.
На фото Меган Риппи собирает образцы почвы в водосборнике ливневых вод вдоль межштатной автомагистрали 95 в Северной Вирджинии. Автор фото: Стэнли Грант.
