Wpływ miąższości reaktywnej warstwy drenażowej na odpływ fosforanów z zielonego dachu

• Autorzy: Karczmarczyk A. , Kocik A.

Identyfikatory

DOI

10.22630/PNIKS.2017.26.4.43

Warianty tytułu

EN

Influence of the thickness of the P-reactive drainage layer on phosphate content in green roof runoff

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Woda odciekająca z zielonego dachu może być zanieczyszczona zawiązkami fosforu. Źródłem tych zanieczyszczeń może być substrat dachowy. W pracy podjęto próbę określenia optymalnej proporcji miąższości warstwy drenażowej z materiału reaktywnego (MR) do miąższości substratu (S) stosowanego na zielonych dachach. Przeprowadzono doświadczenie kolumnowe, którego celem była ocena wpływu miąższości reaktywnej warstwy drenażowej wykonanej z Polonite® na wielkość redukcji fosforanów z odcieku. Potwierdzono, że substrat dachowy może być źródłem zanieczyszczenia fosforanami wody odprowadzanej z dachu zielonego. Wartość odprowadzonego ładunku wynosiła odpowiednio 0,091; 0,032 i 0,02 mg P-PO4 dla kolumn o proporcji S:MR=10:1, S:MR=10:2 i S:MR=10:5. Jako optymalne uznano zastosowanie warstwy substratu w stosunku do warstwy materiału reaktywnego w proporcji miąższości S:MR 10:2.

EN

The green roof runoff may be contaminated with phosphorus. The source of P pollution can be a substrate layer. The research was carried out to determine an optimal ratio of P-reactive drainage layer (RM) to substrate layer (S) in a green roof construction. The main goal of conducted column experiment, was to examine P-removal efficiency of drainage layers in different thickness. The green roof material used in the experiment is a commercially available substrate for intensive roofs. It has been confirmed that the substrate can act as a source of phosphorus occurring in leachate from green roofs. It has been found that the P-reactive drainage layer of Polonite® in thickness of 2 and 5 cm reduces phosphate load in runoff. The load of phosphorus discharged from the columns amounted to 0.091; 0.032 and 0.02 mg P-PO4 for K1 (S:RM=10:1), K2 (S:RM=10:2) and K3 (S:RM=10:5). Layer of the substrate relative to reactive material layer of 10: 2 was considered as an optimal solution. In relation to the quality of water supplied an increase of pH and conductivity in runoff was observed. The P-reactive drainage layer and its thickness had no effect on these parameters. All the columns reduced water outflow by approximately 40% compared to the volume of simulated precipitation.

Słowa kluczowe

PL

fosforany; materiał reaktywny; Polonite; dach zielony

EN

green roof; phosphorus; Polonite; reactive material

• Wydawca: Wydawnictwo Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie
• Czasopismo: Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 26, No. 4
• Strony: 447--456
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Karczmarczyk A.

• Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, SGGW, Katedra Kształtowania Środowiska, ul. Nowoursynowska 166, 02-787 Warszawa, Poland

autor

Kocik A.

• Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, SGGW, Katedra Kształtowania Środowiska, ul. Nowoursynowska 166, 02-787 Warszawa, Poland

Bibliografia

• Aitkenhead-Peterson, J.A., Dvorak, B.D., Volder, A. i Stanley, N.C. (2011). Chemistry of growth medium and leachate from green roof systems in south-central Texas Urban Ecosystems. Urban Ecosystems, 14(1), 17-33.
• Buffam, I., Mitchell, M.E. i Durtschec, R.D. (2016). Environmental drivers of seasonal variation in green roof runoff water quality. Ecological Engineering, 91, 506-514.
• Burszta-Adamiak, E. (2012). Analysis of stormwater retention on green roofs. Archives of Environmental Protection, 38(4), 3-13.
• Burszta-Adamiak, E., Łomotowski, J. i Wiercik, P. (2014). Zielone dachy jako rozwiązania poprawiające gospodarkę wodami opadowymi w miastach. Inżynieria Ekologiczna, 39, 26-32.
• Cucarella, V. i Renman, G. (2009). Phosphorus sorption capacity of filter materials used for onsite wastewater treatment determined in batch experiments – a comparative study. Journal of Environmental Quality, 38, 381-392.
• Czemiel Berndtsson, J. (2010). Green roof performance towards management of runoff water quantity and quality: A review. Ecological Engineering, 36, 351-360.
• Czemiel Berndtsson, J., Bengtsson, L. i Jinno K. (2009). Runoff water quality from intensive and extensive vegetated roof. Ecological Engineering 35, 369-380.
• DAFA (2015). Dachy zielone. Wytyczne do projektowania, wykonywania i pielęgnacji dachów zielonych – wytyczne dla dachów zielonych. Opole: Stowarzyszenie Wykonawców Dachów Płaskich i Fasad.
• Glass, C.C. (2007). Green roof water quality and quantity monitoring. Raport. Pobrane z lokalizacji: https://www.asla.org/uploadedFiles/CMS/Green_Roof/Green_Roof_Water_Monitoring_Report.pdf.
• Gong, K., Wu, Q., Peng, S., Zhao, X. i Wang, X. (2014). Research on the characteristics of the water quality of rainwater runoff from green roofs. Water Science & Technology, 70(7), 1205-1210.
• Gregoire, B.G. i Clausen, J.C. (2011). Effect of a modular extensive green roof on stormwater runoff and water quality. Ecological Engineering, 37, 963-969.
• Hakimdavar, R., Culligan, P.J., Finazzi, M., Barontini, S. i Ranzi, R. (2014). Scale dynamics of extensive green roofs: Quantifying the effect of drainage area and rainfall characteristics on observed and modeled green roof hydrologic performance. Ecological Engineering, 73, 494-508.
• Harper, G.E., Limmer, M.A., Showalter, W.E. i Burken J.G. (2015). Nine-month evaluation of runoff quality and quantity from an experiential green roof in Missouri, USA. Ecological Engineering, 78, 127-133.
• Hathaway, A.M., Hunt, W.F. i Jennings, G.D. (2008). A field study of green roof hydrologic and water quality performance. American Society of Agricultural and Biological Engineers 51(1), 37-44.
• Karczmarczyk, A., Baryła, A., Charazińska, P., Bus, A. i Frąk, M. (2012). Wpływ substratu dachu zielonego na jakość wody z niego odpływającej. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, 3/3, 7-15.
• Karczmarczyk, A. i Bus, A. (2014). Testing of reactive materials for phosphorus removal from water and wastewater – comparative study. Annals of Warsaw University of Life Sciences – SGGW. Land Reclamation, 46(1), 57–67.
• Karczmarczyk, A., Bus, A. i Baryła, A. (2014). Effect of P-Reactive Drainage Aggregates on Green Roof Runoff Quality. Water, 6(9), 2575-2589.
• Kuoppamäki, K. i Lehvävirta S. (2016). Mitigating nutrient leaching from green roofs with biochar. Landscape and Urban Planning, 152, 39-48.
• Lee, Y.J., Lee, M.J. i Han, M. (2015). A pilot study to evaluate runoff quantity from green roofs. Journal of Environmental Management, 152, 171-176.
• Li, Y. i Babcock, R. (2014). Green roofs against pollution and climate change. A review. Agronomy for Sustainable Development, 34(4), 695-705.
• Malcolm, E.G., Reese, M.L., Schaus, M.H., Ozmon, I.M. i Tran, L.M. (2014). Measurements of nutrients and mercury in green roof and gravel roof runoff. Ecological Engineering 73, 705-712.
• Mrowiec, M. i Sobczyk, M. (2014). Ekologiczne zagospodarowanie wód opadowych – zielone dachy. Woda – Środowisko – Obszary Wiejskie, 14, 4(48), 53-61.
• Teemusk, A. i Mander, U. (2007). Rainwater runoff quantity and quality performance from a greenroof: The effects of short-term events. Ecological Engineering, 30, 271-277.
• Trząski, L., Hamerla, A. i Kopel, K. (2010). Zanieczyszczenie fosforem: bariera dla poprawy stanu ekologicznego rzek na górnym Śląsku. Prace Naukowe GIG, Górnictwo i Środowisko, 3, 61-74.
• U.S. Enviromental Protection Agency (USEPA), 1986. Quality Criteria for Water 1986. Office of Water, Regulation and Standard, Washington, DC. 20460 (2006).
• Vijayaraghavan, K. (2015). Green roofs: A critical review on the role of components, benefits, limitations and trends. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 57, 740-752.
• Vijayaraghavan, K. i Joshi, U.M. (2014). Can green roof act as a sink for contaminants? A methodological study to evaluate runoff quality from green roofs. Environmental Pollution, 194, 121-129.
• Vijayaraghavan, K., Joshi, U.M. & Balasubramanian, R. (2012). A field study to evaluate runoff quality from green roofs. Water Research, 46, 1337-1345.
• Wang, X., Zhao, X., Peng, C., Zhang, X. i Wang, J. (2013). A field study to evaluate the impact of different factors on the nutrient pollutant concentrations in green roof runoff. Water Science & Technology, 68(12), 2691-2697.
• Whittinghill, L.J., Hsueh, D., Culligan, P. i Plunz, R. (2016). Stormwater performance of a full scale rooftop farm: Runoff water quality. Ecological Engineering, 91, 195-206.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).