Okresowa zmienność jakości wód opadowych w zbiornikach przydrożnych oraz możliwość wykorzystania zgromadzonej wody

• Autorzy: Zubala Tomasz

Identyfikatory

DOI

10.15199/17.2024.1.4

Warianty tytułu

EN

Periodic variations in stormwater quality in roadside reservoirs and possible uses of stored water

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W wielu miejscach na świecie obserwuje się rosnące deficyty wodne i problemy z zaspokojeniem niektórych potrzeb. Z tego powodu, coraz częściej wykorzystywana jest woda szara i woda deszczowa. Zbiorniki gromadzące spływy z powierzchni uszczelnionych są rozpatrywane, jako potencjalne źródła wody dla niektórych odbiorców. W pracy dokonano oceny stopnia zanieczyszczenia oraz zmienności jakości wód deszczowych gromadzonych i podczyszczanych w uszczelnionych stawach przy nowych drogach w aglomeracji lubelskiej (południowo-wschodnia Polska). Oceniono również potencjalne zagrożenia i możliwości ponownego użycia wód. W badaniach uwzględniono zmiany natężenia ruchu samochodowego i warunków pogodowych. Badania jakościowe prowadzono sezonowo. Analizami objęto m.in. wybrane wskaźniki fizyczne, biogenne i zasolenia. Wykazano dużą zmienność koncentracji zawiesin ogólnych, NO_2-, NH₄⁺, PO₄^3-, TP, i Cl^- (74-216%). W niektórych terminach pomiarowych stwierdzono niepokojące wartości przewodności, pH, zawiesin, TP, Cl^- i ChZT. W warunkach badań zmienność jakości wód deszczowych była większa w pierwszej fazie eksploatacji systemu zbiorników, a poziom średniego zanieczyszczenia stabilizował się w ciągu kilku lat od jego wybudowania. Zmiany natężenia ruchu samochodowego nie wpływały znacząco na wielkość zanieczyszczenia retencjonowanych wód. Duża zmienność zanieczyszczenia wód utrudnia precyzyjne wyznaczanie okresów, w których ich wykorzystanie wiąże się z najmniejszym ryzykiem. Zarządzanie wodami deszczowymi powinno opierać się na wnikliwych analizach ich jakości (stały monitoring) oraz ocenie ewentualnego zagrożenia dla środowiska.

EN

In many places around the world, there are growing water deficits and problems in satisfying certain needs. For this reason, gray water and rainwater are increasingly used. Reservoirs collecting runoff from impervious surfaces are considered as potential sources of water for some recipients. This paper evaluates the pollution level and variations in the quality of rainwater collected and pre-treated in sealed ponds located next to new roads in the metropolitan area of Lublin (south-eastern Poland). Potential threats and possibilities of water reuse were also assessed. The studies took into account changes in traffic intensity and weather conditions. Qualitative research was conducted seasonally. The analyzes included, among others: selected physical, biogenic and salinity indicators. High variations in the concentration of total suspended solids, NO_2-, NH₄⁺, PO4^3-, TP, and Cl^- were observed (74-216%). On some measurement dates disturbing conductivity, pH, suspended solids, TP, Cl^– and COD values were found. Under the test conditions, variations in stormwater quality was greater at the first stage of using the system of reservoirs, and the mean level of pollution stabilized several years after its construction. Changes in traffic intensity did not significantly affect on the degree of contamination of the stored water. The high variability of water pollution makes it difficult to precisely identify periods in which the use of ponds poses the lowest risk. Rainwater management should be based on thorough analyses of water quality (constant monitoring) and the evaluation of possible threats to the environment.

Słowa kluczowe

PL

woda deszczowa; zanieczyszczenie; odwodnienie; zbiornik; odzysk wody

EN

rainwater; pollutant; drainage; reservoir; water reuse

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Gaz, Woda i Technika Sanitarna
• Rocznik: 2024
• Tom: Nr 1
• Strony: 24--31
• Opis fizyczny: Bibliogr. 36 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Zubala Tomasz

• Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie, Katedra Inżynierii Środowiska i Geodezji, ul. Leszczyńskiego 7, 20-069 Lublin, Polska

• https://orcid.org/0000-0001-8308-3515

Bibliografia

• [1] Chiandet A. S., Xenopoulos M. A. 2016. "Landscape and morphometric controls on water quality in stormwater management ponds". Urban Ecosystems 19: 1645-1663.
• [2] Degtjarenko P. 2016. "Impacts of alkaline dust pollution on biodiversity of plants and lichens: from communities to genetic diversity". Dissertationes Biologicae Universitatis Tartuensis 306, University of Tartu Press.
• [3] DHV Polska. 2009. "Budowa drogi ekspresowej S17 odcinek Kurów-Lublin-Piaski. Zadanie nr 4". GDDKiA Oddział w Lublinie, Lublin.
• [4] DrogMost Lubelski. 2009. "Budowa drogi ekspresowej S17 odcinek Kurów-Lublin-Piaski. Zadanie nr 5a". GDDKiA Oddział w Lublinie, Lublin.
• [5] Dz. U. 2001 Nr 62 poz. 627: Ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 r. Prawo ochrony środowiska.
• [6] Dz. U. 2019 poz. 1311: Rozporządzenie z dnia 12 lipca 2019 r. w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego oraz warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu do wód lub do ziemi ścieków, a także przy odprowadzaniu wód opadowych lub roztopowych do wód lub do urządzeń wodnych.
• [7] Farreny R., Gabarrell X., Rieradevall J. 2011. "Cost-efficiency of rainwater harvesting strategies in dense Mediterranean neighbourhoods". Resources, Conservation and Recycling 55 (7): 686-694.
• [8] GDDKiA (Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad). 2016. "Generalny Pomiar Ruchu w roku 2015". https://www.archiwum.gddkia.gov.pl/pl/2551/GPR-2015 (Dostęp: marzec 2022).
• [9] GDDKiA (Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad). 2021. "Generalny Pomiar Ruchu 2020/2021". https://www.gov.pl/web/gddkia/generalny-pomiar-ruchu-20202021 (Dostęp: wrzesień 2022).
• [10] GUS (Główny Urząd Statystyczny). 2017. "Ochrona środowiska 2017". Informacje i opracowania statystyczne, Warszawa.
• [11] GUS (Główny Urząd Statystyczny). 2018. "Ochrona środowiska 2018". Analizy statystyczne, Warszawa.
• [12] GUS (Główny Urząd Statystyczny). 2020. "Ochrona środowiska 2020". Analizy statystyczne, Warszawa
• [13] GUS (Główny Urząd Statystyczny). 2021. "Ochrona środowiska 2021". Analizy statystyczne, Warszawa.
• [14] Herrmann J. 2012. "Chemical and biological benefits in a stormwater wetland in Kalmar, SE Sweden". Limnologica 42: 299-309.
• [15] Juang D. F., Tsai W. P., Liu W. K., Lin J. H. 2008. "Treatment of polluted river water by a gravel contact oxidation system constructed under riverbed". International Journal of Environmental Science and Technology 5 (3): 305-314.
• [16] Kuoppamäki K., Setälä H., Rantalainen A.-L., Kotze D. J. 2014. "Urban snow indicates pollution originating from road traffic". Environmental Pollution 195: 56-63.
• [17] Lam W. Y., Lembcke D., Oswald C. 2020. "Quantifying chloride retention and release in urban stormwater management ponds using a mass balance approach". Hydrological Processes 34: 4459-4472.
• [18] Lazur A., VanDerwerker T., Koepenick K. 2020. "Review of Implications of Road Salt Use on Groundwater Quality - Corrosivity and Mobilization of Heavy Metals and Radionuclides". Water, Air, and Soil Pollution 231 (9), article 474.
• [19] Le Viol I., Mocq J., Julliard R., Kerbiriou C. 2009. "The contribution of motorway stormwater retention ponds to the biodiversity of aquatic macroinvertebrates". Biological Conservation 142: 3163-3171.
• [20] Maurer L., Zumsteg J., Lutz C., Ottermatte M. P., Wanko A., Heintz D., Villette C. 2021. "Towards a model for road runoff infiltration management". Clean Water 4, article 44.
• [21] Mikołajków J., Sadurski A. 2017. "Główne zbiorniki wód podziemnych w Polsce". Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa.
• [22] Mokrani S., Nabti E., Cruz C. 2020. "Current Advances in Plant Growth Promoting Bacteria Alleviating Salt Stress for Sustainable Agriculture". Applied Sciences 10 (20), article 7025.
• [23] Musz-Pomorska A., Sabat M., Widomski M. K. 2021. "Wpływ rodzaju nawierzchni na wybrane parametry hydrauliczne i jakościowe kanalizacji deszczowej". Gaz, Woda i Technika Sanitarna 7-8: 12-17.
• [24] Opher T., Friedler E. 2010. "Factors affecting highway runoff quality". Urban Water Journal 7 (3): 155-172.
• [25] Robinson H. K., Hasenmueller E. A., Chambers L. G. 2017. "Soil as a reservoir for road salt retention leading to its gradual release to groundwater". Applied Geochemistry 83: 72-85.
• 26] Schwartz D., Sample D. J., Grizzard T. J. 2017. "Evaluating the performance of a retrofitted stormwater wet pond for treatment of urban runoff". Environmental Monitoring and Assessment 189 (6), article 256.
• [27] Wakida F. T., Martinez-Huato S., Garcia-Flores E., Piñon-Colin T. D. J., Espinoza-Gomez H., Ames-López A. 2014. "Pollutant association with suspended solids in stormwater in Tijuana, Mexico". International Journal of Environmental Science and Technology 11: 319-326.
• [28] Wang Y. K., Ji Z. H., Li X. Q., Long Z. W., Pei Y. S. 2022. "Comprehensive analysis of the migration and transformation of nutrients between sediment and overlying water in complex habitat systems". Science of the Total Environment 852, article 158433.
• [29] Xu W. D., Fletcher T. D., Duncan H. P., Bergmann D. J., Breman J., Burns M. J. 2018. "Improving the multi-objective performance of rainwater harvesting systems using real-time control technology". Water 10 (2), article 147.
• [30] Yang Y.-Y., Toor G. S. 2017. "Sources and mechanisms of nitrate and orthophosphate transport in urban stormwater runoff from residential catchments". Water Research 112: 176-184.
• [31] ZDiM w Lublinie (Zarząd Dróg i Mostów w Lublinie). 2022. "Pomiary ruchu drogowego". http://www.zdm.lublin.eu/?page_id=1716 (Dostęp: maj 2022).
• [32] Zgoła A., Chojecka J., Urbanek M., Hosaja M. 2020. "Zagospodarowanie wód opadowych i roztopowych na przykładzie mareckiego systemu kanalizacji deszczowej". Gaz, Woda i Technika Sanitarna 7-8: 23-31.
• [33] Zhang Q., Wang X., Hou P., Wan W., Ren Y., Ouyang Z., Yang L. 2013. "The temporal changes in road stormwater runoff quality and the implications to first flush control in Chongqing, China". Environmental Monitoring and Assessment 185 (12): 9763-9775.
• [34] Zubala T. 2013. "Analiza efektywności oczyszczania oraz uwarunkowań techniczno-eksploatacyjnych oczyszczalni ścieków opadowych". Gaz, Woda i Technika Sanitarna 2: 96-98.
• [35] Zubala T. 2022a. "Effect of transport infrastructure development on selected components of the environment of innercity river valley and the possibility of its revitalization (Lublin, Poland)". Environmental Science and Pollution Research 29: 44862-44873.
• [36] Zubala T. 2022b. "The working conditions and optimisation of a large rainwater harvesting and treatment system in an area at a risk of erosion". Water Resources Management 36: 135-152.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).