ВПЛИВ «ЗЕЛЕНИХ» ПОКРІВЕЛЬ НА ЯКІСТЬ ДОЩОВОГО СТОКУ В МІСЬКОМУ СЕРЕДОВИЩІ
DOI:
https://doi.org/10.32782/geotech2023.37.10Ключові слова:
«зелений» дах, якість стоку, управління зливовими водами, фільтрація, дощова вода, фактори впливу, вік покрівлі, ефект «першого» змиву.Анотація
Наведено результати досліджень, які спрямовані на оцінку якості стоку із «зелених» дахів – як джерела забруднювальних речовин, зокрема важких металів. Обґрунтовано, що більшість наукових досліджень, присвячених вивченню якості зливової води із «зелених» покрівель, вказують на те, що ці системи здатні покращити якість стоку шляхом зменшення концентрації забруднювальних речовин і підвищення показників регулювання водного балансу в міських районах. Наведено результати досліджень, що підтверджують зміну показника рН у зливових водах із «зелених» покрівель порівняно з дощовою водою. Проаналізовано вплив типів рослинності та субстрату «зеленої» покрівлі на зміну фізико-хімічного складу дощової води. Показано, що «зелені» дахи з подвійним субстратом, у яких як адсорбційний шар може використовуватися суміш активованого вугілля з перлітом і вермикулітом, є ефективними в поглинанні органічних речовин, важких металів і всіх форм азоту для різної інтенсивності дощових опадів. Проаналізовано вплив віку (терміну експлуатації) «зеленої» покрівлі на якість стоку, а саме: наведено, що найнижча якість стоку спостерігається на ранніх стадіях експлуатації «зелених» покрівель, але якість води, як правило, покращується із часом, коли субстрат і рослинність стабілізуються в умовах екосистеми. Показано, що значення індексу якості стоку із «зелено-блакитного» даху є вищим порівняно із «зеленою» та традиційною покрівлею. Наведено результати наукових досліджень, які підтверджують ефективність «зелених» покрівель стосовно зміни концентрації органічних речовин (ХСК, БСК), важких металів, азоту, фосфору, рН і каламутності. Обґрунтовано та запропоновано перелік основних факторів, які впливають на якість поверхневого стоку води із «зеленої» покрівлі. Наведено схему циркуляції забруднювальних речовин у системі «зеленого» даху та потенціал різних факторів, які можуть виступати в ролі джерела або поглинача забруднювальних речовин.
Посилання
Miller C. Vegetated roof covers. A new method for controlling runoff in urbanized areas. Pennsylvania Storm Water Management Symp. 1998.
Köhler M., Schmidt M., Grimme F.W., Laar M., Gusmao F. Urban water retention by greened roofs in temperate and tropical climate. Technology Resource Management & Development – Scientific Contributions for Sustainable Development. 2001. Vol. 2. Р. 151–162.
Schmidt M., Teschner K. Kombination von Regenwasserbewirtschaftungsmass-nahmen: Ergebnisse der Voruntersuchungen fu¨r das Projekt Potsdamer Platz. Teil 1: Stoffru¨ckhalt extensiver Dachbegru¨nung. Wasser-Abwasser. 2000. Vol. 141 (10). Р. 670–675.
Steusloff S. Input and Output of Airborne Aggressive Substances on Green Roofs in Karlsruhe. Urban Ecology. 1998. Р. 144–148. DOI: 10.1007/978-3-642-88583-9_24.
Monterusso M.A., Rowe D.B., Rugh C.L., Russell D.K. Runoff water quantity and quality from green roof systems. XXVI International Horticultural Congress: Expanding Roles for Horticulture in Improving Human Well-Being and Life Quality. 2002. DOI: 10.17660/ActaHortic.2004.639.49.
Ram Karan Singh, Nitin Jakhar. Rooftop Rainwater Harvesting and its Potential - Case Studies in New Delhi. Rainwater Harvesting and Water Management. 2006. Р. 189–196.
Berndtsson C., Bengtsson L., Jinno K. Runoff water quality from intensive and extensive vegetated roofs. Ecological Engineering. 2009. Vol. 35, Issue 3. Р. 369–380. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2008.09.020.
Berndtsson J., Emilsson T., Bengtsson L. The influence of extensive vegetated roofs on runoff water quality. Science of The Total Environment. 2006. Vol. 355, Issues 1–3. Р. 48–63. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2005.02.035.
Teemusk A., Mander Ü. The Influence of Green Roofs on Runoff Water Quality: A Case Study from Estonia. Water Resources Management. 2011. Vol. 25. Р. 3699–3713.
Davis B., Birch G. Comparison of heavy metal loads in stormwater runoff from major and minor urban roads using pollutant yield rating curves. Environmental Pollution. 2010. Vol. 158, Iss. 8. Р. 2541–2545. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2010.05.021.
Santana T., Guiselini C., Lopes Cavalcanti S. Quality of rainwater drained by a green roof in the metropolitan region of Recife, Brazil. Journal of Water Process Engineering. 2022. Vol. 49. 102953. https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2022.102953.
Thomaidi V., Petousi I., Kotsia D., Kalogerakis N. Use of green roofs for greywater treatment: Role of substrate, depth, plants, and recirculation. Science of The Total Environment. 2022. Vol. 807, Part 3. 151004. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.151004.
Eksi M., Rowe D.B., Fernándezca R., Cregg B.M. Effect of substrate compost percentage on green roof vegetable production. Urban For. Urban Green. 2015. Vol. 14. Р. 315–322. https://doi.org/10.1016/j.ufug.2015.03.006.
Cascone S. Green Roof Design: State of the Art on Technology and Materials. Sustainability. 2019. Vol. 11. 3020. https://www.mdpi.com/2071-1050/11/11/3020/htm.
Guidelines for the Planning, Construction and Maintenance of Green Roofs; Landscape Development and Landscaping Research Society e.V. (FLL): Bonn, Germany, 2018.
Wang X., Tian Y., Zhao X. The influence of dual-substrate-layer extensive green roofs on rainwater runoff quantity and quality. Science of The Total Environment. Vol. 592. 2017. Р. 465–476. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.03.124.
Schatzmayr Welp Sá, Mohammad K. Najjar, Ahmed W.A. Hammad. Assessing rainwater quality treated via a green roof system. Clean Technologies and Environmental Policy. 2022. Vol. 24. Р. 645–660. https://link.springer.com/article/10.1007/s10098-021-02144-6.
Teemusk A., Mander Ǜ. Rainwater runoff quantity and quality performances from a greenroof: The effects of short-term events. Ecol. Eng. 2007. Vol. 30. Р. 271–277. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2007.01.009.
Alsup S., Ebbs S., Retzlaff W. The exchangeability and leachability of metals form select green roof growth substrates. Urban Ecosyst. 2010. Vol. 13. Р. 91–111. https://link.springer.com/article/10.1007/s11252-009-0106-y.
Xiong W., Li J., Wang H., Wu Y., Li D., Xue J. Biochar Addition and the Runoff Quality of Newly Constructed Green Roofs: A Field Study. Sustainability 2023. Vol. 15 (5). Р. 4081. https://doi.org/10.3390/su15054081.
Xichao G. Temperature Dependence of Hourly, Daily, and Event-based Precipitation Extremes Over China. Scientific Reports. 2018. Vol. 8(1). 17564. Р. 1–10. https://www.nature.com/articles/s41598-018-35405-4.
Zeng J., Huang G., Luo H., Mai Y., Wu H. First flush of non-point source pollution and hydrological effects of LID in a Guangzhou community. Scientific Reports. 2019. Iss. 9. 13865. https://doi.org/10.1038/s41598-019-50467-8.
Emillson T., Berndtsson C.J., Mattsson J.E., Rolf K. Effect of using conventional and controlled release fertiliser on nutrient runoff from various vegetated roof systems. Journal of Ecological Engineering. 2007. Vol. 29. Р. 260 – 271. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2006.01.001.
Lim H.S., Segovia E., Ziegler A.D. Water quality impacts of young green roofs in a tropical city: a case study from Singapore. Blue-Green Syst. 2021. Vol. 3. Р. 145–163. DOI: 10.2166/bgs.2021.007.
Lim H.S. What happens to nitrogen and phosphorus nutrient contributions from green roofs as they age? A review. Environmental Advances. 2023. Vol. 12. 100366. https://doi.org/10.1016/j.envadv.2023.100366.
Kuoppamäki K. Setälä H., Hagner M. Nutrient dynamics and development of soil fauna in vegetated roofs with the focus on biochar amendment. Nat.-based Solut. 2021. Vol. 1. 100001. DOI: https://doi.org/10.1016/j.nbsj.2021.100001.
Zhang S.X., Zhang S.H., Yan J., Wang K. Effects of Green, Blue, and Blue-green Roofs on Runoff Quality. Huan Jing ke Xue = Huanjing Kexue. 2023. Vol. 44(1): 303–311. DOI: 10.13227/j.hjkx.202203191.
Palla A., Gnecco I., Lanza L.G. Hydrologic Restoration in the Urban Environment Using Green Roofs. Water. 2010. Vol. 2(2). Р. 140–154. https://doi.org/10.3390/w2020140.
