Плавучие водно-болотные угодья могут показаться странными, но они совершенно естественны. Они возникают, когда маты растительности отрываются от берега водоема. Это заставило инженеров-экологов задуматься о том, как они влияют на воду, в которой они качаются вверх и вниз.
Группа из Университета Святого Франциска в Пенсильвании и Университета Оклахомы, включая исследователя Уильяма Строснидера, обнаружила, что плавучие водно-болотные угодья перспективны для очистки воды. Они разработали четыре различных проекта плавучей обработки водно-болотных угодий с использованием различных материалов и растений для водно-болотных угодий.
«Основной результат заключается в том, что искусственные плавучие очистные водно-болотные угодья могут влиять на качество воды во многом так же, как и естественные плавучие водно-болотные угодья», - говорит Строснидер.
Для четырех дизайнов исследователи использовали такие материалы, как водосточные трубы, мешковину, мульчу, сетку и повторно использованные пластиковые бутылки. Они посадили их двумя болотными растениями, рогозом и камышом обыкновенным. Затем команда провела три года, измеряя влияние плавучих болот на воду.
Полная очистка сточных вод требует переработки содержащегося в них азота. Исследование Строснидера показывает, что эти плавучие водно-болотные угодья могут сделать это. В исследовании непосредственно не изучались процессы, которые позволяют водно-болотным угодьям воздействовать на воду. Однако они считают, что это сочетание разных факторов.
Сами растения могут поглощать некоторые загрязняющие вещества в воде, говорит он, но микробы могут оказывать наибольшее влияние. Основание и корни плавающих водно-болотных угодий являются отличным местом для процветания микробов, таких как бактерии. Там они выполняют процессы, которые разрушают или поглощают загрязняющие вещества, такие как азот и фосфор, содержащиеся в воде.
Есть много примеров, когда эти плавающие водно-болотные угодья могут быть успешными. Они могли бы помочь в очистке городских сточных вод за счет увеличения удаления азота. В другом примере они могли бы управлять цветением водорослей, помогая регулировать температуру воды и солнечную радиацию.
Цветение водорослей является серьезной проблемой для водоемов с питьевой водой и прибрежных прудов. Водоросли могут забивать фильтры для воды, а также снижать уровень кислорода в воде, что может убить рыбу.
Для Строснидера самое интересное в искусственных плавучих очистных заболоченных местах - это их способность делать больше, чем просто улучшать качество воды. Они также могут служить средой обитания для рыб под водой и насекомых, водоплавающих птиц и других над водой.
«Район непосредственно под плавучими заболоченными территориями является высококачественной средой обитания, так как мелкие рыбы и амфибии могут использовать лабиринт корней, чтобы спрятаться от хищников», - объясняет он. «В целом, ценность среды обитания, которую могут обеспечить плавучие водно-болотные угодья или любой тип лечебных водно-болотных угодий, плохо изучена. В нашем исследовании мы сделали небольшой шаг вперед."
Строснайдер отмечает, что для достижения этих положительных эффектов может потребоваться плавучие водно-болотные угодья с относительно высоким охватом. Это означает, что они должны продолжать свои исследования о том, как лучше построить искусственные водно-болотные угодья и какие растения будут на них лучше всего расти.
Заставить плавучие водно-болотные угодья поддерживать себя с минимальным обслуживанием, является основной целью этого исследования, говорит он. Вместо «интенсивных» плавающих водно-болотных угодий, функционирование которых зависит от пластика или пенопласта, Строснидер делает упор на исследования «обширных» водно-болотных угодий, которые могут расти и оставаться на плаву сами по себе.
«Следующий шаг - использовать извлеченные уроки и тестировать улучшенные экстенсивные проекты», - говорит он. «Действительно важная вещь, над которой мы здесь работаем, - это возможность для них расти и поддерживать себя и, следовательно, становиться устойчивой частью системы очистки, не требующей особого обслуживания. Это действительно была самая интересная и новая часть этой работы».