BZB nr 22 - Hydrobotaniczne oczyszczalnie ścieków
Aby dokładnie zrozumieć na czym polega prostota i zarazem genialność idei całego rozwiązania, konieczne jest przedstawienie najistotniejszych elementów składowych oczyszczalni hydrobotanicznych, jakimi są rośliny używane do ich obsadzania i wyakcentować te ich cechy, które decydują o skuteczności całego pomysłu
Wszystkie one bez wyjątku, w naturalnych warunkach, rozwijają się w miejscach podmokłych, które charakteryzują się ciężkimi warunkami bytowania i są środowiskami bardzo ubogimi w tlen. Większość typowych roślin lądowych nie wytrzymała by zbyt długo w dobrej kondycji życia w takich warunkach i po pewnym czasie "udusiła by się" z powodu braku tlenu w warstwie, w której znajdują się korzenie. One podobnie jak i inne części rośliny również oddychają i pierwiastek ten jest im niezbędny do prawidłowego funkcjonowania. Trzcina jednak podobnie jak i tatarak zwyczajny oraz wiele innych roślin, radzą sobie doskonale w środowiskach podmokłych i są dla tych ekosystemów organizmami charakterystycznymi. Wszystko to zawdzięczają tkance powietrznej zwanej aerenchymą. Tkanka ta zbudowana jest z ogromnych przestworów międzykomórkowych, tworzących wewnętrzne zbiorniki powietrza niezbędnego w procesie oddychania. Są one obecne w całej roślinie, dzięki czemu możliwy jest transport tlenu z części naziemnych do organów znajdujących się pod wodą. W ten sposób cała roślina jest zaopatrywana w ten życiodajny pierwiastek i może z powodzeniem rozwijać się w tak niekorzystnym dla innych organizmów siedlisku. Obecność tkanki powietrznej, ma zasadnicze znaczenie dla skuteczności oczyszczalni hydrobotanicznych, o czym będzie mowa w dalszych rozdziałach
Poniżej przedstawione zostaną
i pokrótce scharakteryzowane najbardziej popularne gatunki roślin wykorzystywane
do obsadzania oczyszczalni hydrobotanicznych.
Jest pospolitą, wieloletnią
rośliną spotykaną na terenie całego kraju. Osiąga wysokość do 4 metrów,
posiada długie czołgające się kłącze i bardzo grube, ulistnione, proste
źdźbło. Liście sinozielone, twarde i sztywne o ostrych brzegach. Kwiatostanem
jest bardzo duża, rozpierzchła wiecha. Kwitnie od lipca do września i jest
wiatropylna. Najczęściej porasta brzegi wód, bagna i zalewiska, starorzecza,
sadzawki, glinianki, doły potorfowe itp. Na obrzeżach jezior tworzy całe
łany zwane trzcinowiskami. Bardzo dobrze znosi falowanie, nie znosi natomiast
spasania. Rozmnaża się przede wszystkim wegetatywnie, przez długie rozłogi,
oraz fragmentację kłączy. Największe zagęszczenia tworzą kłącza na głębokości
0,5 m. Pojedyncze kłącza żyją przeciętnie około 6 lat i mogą rozrastać
się w promieniu 10 metrów z szybkością 1 metra rocznie. Rośnie dobrze na
różnych typach podłoży od piaszczysto-żwirowych
poprzez gleby torfowe do różnych typów gytii i mułów. Jest rośliną kosmopolityczną,
czyli występującą na całym świecie w ogromnym rozprzestrzenieniu. Doskonale
utrwala brzegi akwenów przed erozją. Często spotkać ją można na terenach
dawnych bagien, które osuszone wykorzystywane są rolniczo. Stanowi tam
trudny do usunięcia chwast z uwagi na swoją żywotność i łatwość rozmnażania.
Biorąc pod uwagę jej dostępność, jest najczęściej polecaną rośliną do zakładania
oczyszczalni botanicznych. Z racji
jej popularności często używa się terminu "oczyszczalnie trzcinowe", w
odniesieniu do wszystkich systemów, gdzie wykorzystuje się rośliny do usuwania
nieczystości. Trzcina należy do rodziny traw, a więc roślin, które często
wywodują alergię na swoje pyłki. Tak więc, jeżeli ktoś z najbliższej rodziny
cierpi na tą chorobę lepiej zrezygnować z niej i zastąpić ją inną, nie
mniej skuteczną.
Należy, podobnie jak trzcina do rodziny traw (Gramineae). Jest wieloletnią rośliną dorastającą do 2 metrów wysokości, o długim podziemnym czołgającym się kłączu. Kwiaty wiatropylne, w formie wiechy o długości do 40 cm. Okres kwitnienia od czerwca do sierpnia. Owocem jest czarno brunatny ziarniak, który doskonale nadaje się do rozmnażania tej rośliny. Manna rozmnaża się również wegetatywnie przez rozłogi, fragmentację kłącza i pędów. Spotkać ją można w płytkich jeziorach eutroficznych, w mule rzek, w rowach i bagnach. Pospolita w całym kraju, występuje również w Europie i Azji.
Powszechnie znana roślina, z powodu swoich charakterystycznych kwiatostanów w kształcie kolb, często używanych w celach dekoracyjnych. Jest byliną o sztywnej łodydze, dorastającą do wysokości 250 cm. W małych jeziorach tworzy rozlegle łany, w większych występuje mniej licznie. Spotkać ją można najczęściej w zbiornikach eutroficznych. Kwitnie od czerwca do sierpnia wytwarzając ogromne ilości pyłku. Pałka szerokolistna jest wiatropylna i wiatrosiewna, w jej przypadku rozmnażanie wegetatywne ma niewielkie znaczenie. Głównym organem służącym do rozmnażania są owoce. Gatunek silnie ekspansywny, w szybkim czasie opanowujący duże połacie terenu, oraz przestrzeń wodną dzięki intensywnemu wzrostowi kłączy. Powstają wówczas gęste łany pałki, które mogą podczas nagłych przyborów wód ulec oderwaniu od podłoża, tworząc pływającą wysepkę zwaną pło. Gatunek dobrze funkcjonujący w oczyszczalniach hydrobotanicznych.
Podobne właściwości biologiczne jak pałka szerokolistna wykazuje
pałka wąskolistna, również pospolita w naszym kraju.
Ta pospolita bylina wytwarzająca grube kłącza i prostą, osiągającą wysokość do 1 metra łodygę, znana jest przede wszystkim ze swoich bardzo efektywnych, żółtych kwiatów. Kwitnie od maja do lipca. Owocem jest duża torebka zawierająca liczne czerwonobrązowe nasiona, które mogą zostać wykorzystane do rozmnażania tej rośliny.
Kosaciec żółty rośnie nad brzegami jezior do 30 cm głębokości, nie tworząc dużych skupień. Często można go spotkać ma błotach, bagnach, rowach i brzegach wód. Występuje pospolicie w całej Europie, zachodniej Azji i północnej Afryce. W Polsce pospolity w całym kraju. Wiele gatunków kosaćca hodowanych jest jako rośliny ozdobne z powodu ich kwiatów. Jest rośliną trującą, wykorzystywaną w lecznictwie.
Roślina trwała, pływająca po powierzchni wody, która przypadkowo
zawleczona może pokryć całkowicie jej powierzchnie w bardzo krótkim czasie.
Zbudowana z kilkumilimetrowych, płaskich i okrągłych członów, z których
wyrastają stosunkowo długie korzonki. Kwitnie w naszych warunkach klimatycznych
niezwykle rzadko, w kwietniu. Występuje przeważnie w jeziorach silnie eutroficznych, w miejscach zacisznych, wśród roślinności przybrzeżnej. Rozmnaża się najczęściej wegetatywnie. Zimuje w postaci pączków opadłych na dno, lub wmarznięta w lód.
Ta pospolita w naszym kraju i na całym świecie roślinka, często stanowiąca trudny do wytępienia chwast wodny, znakomicie może być wykorzystywana do oczyszczania ścieków, zwłaszcza w ciepłych porach roku lub miejscach leżących w niższych szerokościach geograficznych. Oczyszczalnie wykorzystujące rzęsę to najczęściej układ kilku stawów poprzedzonych osadnikiem wstępnym, gdzie usuwane są zawiesiny. Całość funkcjonuje na nieco odmiennych zasadach niż w przypadku stosowania roślin takich jak trzcina czy manna, które omawiane będą w dalszych częściach książeczki. Rzęsa która ma bardzo wysokie wymagania pokarmowe, porastając stawy pobiera substancje będące zanieczyszczeniami bezpośrednio z wody i wbudowuje je w swoje tkanki. Proces ten jest najbardziej intensywny w temperaturze 20-25 stopni C, a nadmiar rzęsy usuwa się ze stawów przy pomocy specjalnych urządzeń. Te właśnie cechy powodują jednak, że oczyszczalnie tego typu dobrze funkcjonują w naszym klimacie tylko w miesiącach o stosunkowo wysokich temperaturach i z tego powodu nie są polecane do powszechnego stosowania.
Wyniosły krzew lub drzewko
dorastające do wysokości 5 m. Gałązki cienkie i wiotkie, Liście o długości
10-25 cm, lancetowate. Kwitnie marcu i kwietniu. Jest gatunkiem powszechnie
spotykanym w Europie i Azji. W Polsce pospolicie spotykana nad potokami
i rzekami, często też stosowana w koszykarstwie.
Tą niepozorną roślinę być może czeka wspaniała przyszłość z powodu dwóch swoich cech. Pierwszą z nich jest olbrzymie zapotrzebowanie pokarmowe, dzięki czemu skutecznie eliminuje ze ścieków wszystko co w nich się znajduje, nie wyłączając również metali ciężkich i innych szkodliwych substancji, które wbudowuje w swoje tkanki. Druga właściwość wierzby wiciowej to gigantyczny wprost przyrost w ciągu roku dochodzący do 15-20 ton suchej masy z hektara rocznie. Wartość opałowa drewna wierzbowego jest o około 50% mniejsza niż węgla kamiennego. W przypadku zastosowania wierzby do obsadzenia oczyszczalni oprócz korzyści wynikających z przydatności tej rośliny do oczyszczania ścieków, efektem dodatkowym będzie uzyskiwanie surowca energetycznego.
Oprócz omówionych powyżej roślin, można w oczyszczalniach hydrobotanicznych, umieścić wiele innych gatunków spotykanych nad naszymi wodami. Jeżeli zaplanujemy w systemie naszej oczyszczalni oczko wodne, można będzie tam posadzić gatunki nie mające zbyt dużego wpływu na skuteczność oczyszczania, ale podnoszące walory estetyczne całego obiektu. Mogą znaleźć się tam kosaciec wodny, grzybienie białe czy grążele żółte Ostatnie dwa gatunki są pod ochroną, więc pozyskanie ich z naturalnych stanowisk nie jest możliwe. Można kupić je od osób, które mają te rośliny w swoich stawach lub w sklepach ogrodniczych. Ponadto grzybień biały oraz wiele innych roślin wodnych posiadają właściwości trujące i jest to cecha, którą należy uwzględnić przy ewentualnym doborze gatunków. Bliższe i bardziej szczegółowe dane na temat innych, rodzimych gatunków roślin wodnych, które mogą być wykorzystane w oczyszczalniach hydrobotanicznych, znaleźć można w szeregu publikacjach zajmujących się problematyką roślin wodnych. Kilka z nich umieszczonych zostało w spisie literatury na końcu tej pracy i można z nich skorzystać przy planowaniu doboru gatunków do obsadzenia oczyszczalni.