"Zielone Brygady. Pismo Ekologów" nr 1 (55), Styczeń '94

korzeniowe Oczyszczalnie ścieków

Oczyszczalnie ścieków w strefie korzeniowej roślin (root zone process, Wuerzelraumentsorgung) są ekotechnicznym sposobem utylizacji, który wykorzystuje samoregulujące sprzężenie zwrotne ekosystemu złożonego z biotopu bagiennego i zbiorowiska szuwarowego (Phragmitetum). W latach 60-ych prof. Seidel i prof. Kickuth prowadzili w Niemczech badania nad wykorzystaniem roślin bagiennych do oczyszczania ścieków. Efektem ich pracy są dwa typy oczyszczalni: na złożu mineralnym (system Seidel i pokrewne) i na złożu gruntowym porośniętym trzciną (chroniony patentem system Kickutha). Pierwsze oczyszczalnie systemu Kickutha wdrożono do użytkowania w połowie lat 70-ych. Do dzisiaj powstały ich setki w całej Europie Zachodniej, Stanach Zjednoczonych, Kanadzie, Indiach, Arabii Saudyjskiej, Afryce.
Metoda utylizacji systemem Kickutha polega na przesączaniu ścieku przez odizolowane od podłoża, odpowiednio spreparowane złoże glebowe, porośnięte trzciną. Wykorzystuje się tu zdolność gleby do mechanicznego filtrowania, chemicznego wiązania oraz rozkładu biologicznego (za pomocą bakterii i grzybów) substancji zawartych w ściekach. Stosowanie zwartego, drobnoziarnistego filtru glebowego zwiększa wielokrotnie filtrację oraz powierzchnię kontaktową bakteryjnej błony biologicznej, dzięki czemu efektywność oczyszczania jest wyższa niż efektywność luźnych złóż mineralnych. Skład złoża glebowego jest tak dobrany, aby pożądane procesy zachodziły jak najwydajniej. Odpowiednia zawartość minerałów i substancji humusowych w złożu powoduje aktywizację sorbcji glebowej, co zapewnia trwałe wiązanie elementów toksycznych i biogennych. Obecność ok. 2 tys. gatunków bakterii i 10 tys. gatunków grzybów w filtrze glebowym umożliwia rozkład wielu trudno rozkładalnych i toksycznych substancji (dioksyny, związki siarki itp.) Trzcina (Phragmites communis) porastająca złoże zwielokrotnia i utrzymuje aktywność filtra glebowego. Jak żadna inna roślina szuwarowa ma ona silnie i głęboko (1,2 m) rozbudowany system korzeniowy, co powoduje stałe spulchnianie gleby i utrzymanie właściwego współczynnika filtracji, jak i dostarczenie tlenu atmosferycznego tkanką arenchymatyczną do głębszych warstw. Dzięki temu powstaje na całej głębokości złoża sieć mikroreaktorów, w których zachodzą równocześnie tlenowe i beztlenowe procesy rozkładu. Wydzieliny korzeni sprzyjają rozwojowi wyspecjalizowanych bakterii oraz aktywizują minerały glebowe, które wchodzą w nierozpuszczalne związki z wieloma substancjami biogennymi i toksycznymi. Eliminacja fosforu wynosi średnio 75-95%, azotu 60-90%, BTZ5 - ok. 95%.
Do przygotowania złoża używa się miejscowej gleby z wykopu (co obniża koszt budowy), którą po specjalistycznej analizie uzupełnia się odpowiednimi dodatkami. Pełna efektywność oczyszczania uzyskiwana jest po ok. 3-4 latach, wraz z rozwojem strefy korzeniowej i zwiększeniem udziału reakcji tlenowych, od początku jednak spełnia wymagane przepisami normy. Zużycie terenu wynosi 3-5 m2 na osobę (RM).
Oczyszczalnie glebowo-korzeniowe nadają się szczególnie, przy rozproszonej zabudowie, dla gospodarstw rolnych, schronisk, campingów, osiedli i osad. Mogą być stosowane również jako element doczyszczający dla niesprawnych oczyszczalni konwencjonalnych. Można je stosować do oczyszczania silnie obciążonych cieków wodnych i wykorzystywać do retencji i doczyszczania wód opadowych. Nadają się do ścieków komunalnych, przemysłu spożywczego i przetwórstwa (do 20 000 ChZT) i w innych gałęziach przemysłu oraz do przesiąków z wysypisk śmieci. Zbudowano je w różnych wielkościach - najmniejsze przy domkach letniskowych czy jednorodzinnych, największa (22 ha - 50 tys. RM) dla zakładu tekstylnego.
Zalety glebowo-korzeniowych oczyszczalni ścieków:
- Trwałość min. 50 lat.
- Nie wymagają stałej obsługi, pracują automatycznie jak natura.
- Korzystają jedynie z energii słonecznej.
- Wykazują dobrą stabilność pracy i odporność zarówno na niedobór, jak i nadmiar ścieków, zmianę ich składu oraz błędy w eksploatacji.
- Koszty inwestycyjne są stosunkowo niskie, a koszty eksploatacyjne - wręcz symboliczne.
- Prostota budowy pozwala na zatrudnienie miejscowych wykonawców.
- Można je powiększać i dostosowywać do nowych potrzeb.
- Nie szpecą, a wręcz wzbogacają krajobraz.
- Nie wymagają koszenia.
- Nie wydzielają przykrego zapachu (przy podziemnym doprowadzeniu ścieku).
- Działają zimą - nie zamarzają.
- Stanowią cenny biotop i ostoję dla ptactwa.
W kraju działa 5 oczyszczalni zbudowanych tym systemem. Najstarsza z nich w Lesznowoli (100 RM, budowana na początku '93) osiąga 92% redukcji BTZ5 i 96% redukcji zawiesin (pomiar z końca listopada'93).

Gwarancja, licencja MARENA GMbH
Ekma Sp. z o.o.
Kawcza 50a,
04-154 Warszawa,
610-22-37,
fax 610-36-68

ZIELONE DACHY

Zielone, czyli porośnięte roślinnością dachy uważa się u nas za rzecz nie tylko dziwną, ale przede wszystkim całkiem zbyteczną. Kojarzą się one z wilgocią, gnijącym stropem, pleśnią; osoba patrząca na taki dach wróży mu szybkie zawalenie. Prawda jest zupełnie inna - prawidłowo założony zielony dach ma wiele zalet. Nie tylko zdobi budynek, ale także przynosi praktyczne korzyści. Najważniejsze z nich to:
- ochrona dachu przed bezpośrednim oddziaływaniem promieni ultrafioletowych;
- zmniejszenie nagrzewania się dachu w czasie upałów, dzięki czemu narażony jest on na znacznie mniejsze różnice temperatury; różnice te na dachach krytych zielenią wynoszą ok. 30oC w skali rocznej, a na dachach konwencjonalnych - ok. 100oC;
- właściwości izolacyjne, które poprawiają klimat wewnątrz budynku - przeciwdziałają przegrzaniu latem i chronią przed utratą ciepła zimą; warstwa roślin działa jak futro, dodatkową niewielką ilość ciepła dostarczają zachodzące w niej procesy biochemiczne; dzięki temu zielone dachy ograniczają znacznie (do 50%) straty energii cieplnej przez powierzchnie dachowe.
W miastach zielone dachy przejmują część funkcji terenów zielonych:
- pochłaniają dwutlenek węgla i wydzielają tlen;
- zatrzymują kurz i inne zanieczyszczenia powietrza;
- nawilżają powietrze;
- tłumią hałas;
- magazynują przejściowo i czyszczą wodę opadową, odciążając sieć kanalizacyjną;
- stanowią cenne siedlisko dla roślin i zwierząt;
- odpowiednio ukształtowane mogą pełnić funkcje rekreacyjne dla ludzi, jako ogrody na dachach.
Zielone dachy czy ogrody na dachach nie są bynajmniej wymysłem współczesnym. Znane były już w VI w. p.n.e. w Babilonii. Były to słynne wiszące ogrody Semiramidy. W basenie Morza Śródziemnego do powstania ogrodów na dachach przyczynił się kult Adonisa. Ku jego czci dekorowano doniczkami i misami pełnymi kwiatów ściany i płaskie dachy domostw. Podobnie ozdabiano domy rzymskich patrycjuszy.
Z zielonymi dachami o bardziej utylitarnym przeznaczeniu spotykamy się w Europie Północnej. Skandynawowie stosowali je od wieków jako ochronę przed surowym klimatem i do tej pory są one charakterystycznym elementem północnego krajobrazu, a w szczególności Norwegii i Islandii.
Zielone dachy zakładano nie tylko dla ich właściwości estetycznych i termoizolacyjnych. Ze względów przeciwpożarowych w XIXw. w Berlinie i wielu miastach Śląska powstały tysiące dachów trawiastych; niektóre z nich istnieją do dzisiaj.
W latach 20-tych XXw. Le Corbusier uczynił ogród na dachu punktem programowym nowej architektury. Twierdził, że ogród na dachu będzie ulubionym miejscem przebywania mieszkańców budynku i pozwoli odzyskać dla zieleni zabudowaną powierzchnię.
Obecny rozwój zielonych dachów na zachodzie Europy podyktowany jest głównie względami ekologicznymi. Roślinność na dachach i fasadach pozwala w pewnym stopniu niwelować uciążliwości klimatu miejskiego, takie jak kurz, hałas, przesuszenie powietrza, jonizacja dodatnia. Wytworzyła się wręcz moda na zielone dachy. Powstało wiele wyspecjalizowanych firm wykonawczych, rozwinięto cały szereg wyrafinowanych systemów zazieleniania. Władze miejskie dotują inwestycje w tej dziedzinie.
Zielone dachy dzielimy na intensywne i ekstensywne. Te pierwsze charakteryzują się bardzo dużymi obciążeniami konstrukcji dachowej, rosną na nich nawet drzewa i krzewy. Są kosztowne, wymagają specjalnych rozwiązań konstrukcyjnych i fachowego wykonawstwa i dlatego nie będziemy o nich szerzej pisać. Dachy ekstensywne, czyli o cienkiej warstwie substratu glebowego (do ok. 5-7 cm grubości), porośnięte roślinnością o charakterze murawy, są łatwe do założenia i stosunkowo tanie.
Na Zachodzie sklepy ogrodnicze oferują specjalne zestawy do zazieleniania dachów. W ich skład wchodzi kilka warstw: izolacyjna, drenująca, filtrująca, ukorzeniająca i specjalnie spreparowany lekki substrat glebowy. Można kupić gotowe zestawy roślin lub nasion. Istnieje wiele wyspecjalizowanych firm zakładających zielone dachy lub produkujących potrzebne do nich elementy. W Polsce nie ma jeszcze takiego zestawu materiałów, ale nie oznacza to, że wykonanie zielonego dachu jest niemożliwe.
Najłatwiej zakłada się zieleń na dachach płaskich i pochylonych do 30o. Dachy strome wymagają dodatkowego stosowania siatek lub porowatych tworzyw, zapobiegających osuwaniu się substratu glebowego i roślin.
Przed rozpoczęciem budowy musimy sprawdzić wytrzymałość konstrukcji dachu. W zależności od rodzaju pokrycia roślinnego i substratu glebowego należy się liczyć z obciążeniem od 30 do 200 kG/m2. Większość dachów wytrzymuje dodatkowe obciążenie tego rzędu. Obciążenie zależy od rodzaju posadzonych roślin i typu substratu glebowego (i oczywiście jego grubości).
Ciężar pokrywy roślinnej w stanie wilgotnym:
trawnik ok. 5 kG/m2 (0,05 kN/m2)
byliny i niskie krzewy ok. 10 kG/m2 (0,1 kN/m2)
krzewy do 1,5 m ok. 20 kG/m2 (0,2 kN/m2)
krzewy do 3 m ok. 30 kG/m2 (0,3 kN/m2)

Ciężar wilgotnego substratu glebowego o grubości 1 cm:
torf ok. 7 kG/m2 (0,07 kN/m2)
torf z ziemią (3:7) ok. 15 kG/m2 (0,15 kN/m2)
keramzyt ok. 4 kG/m2 (0,04 kN/m2)
piasek ok. 20 kG/m2 (0,2 kN/m2)

Najważniejszym elementem konstrukcyjnym jest uszczelnienie. Dawniej ludy skandynawskie posługiwały się korą brzozową. W XIXw. zaczęto stosować izolacje bitumiczne, które jednak okazały się nie całkiem odporne na działanie korzeni roślin. Problemy te rozwiązało wprowadzenie tworzyw sztucznych. Obecnie stosuje się folie hydroizolacyjne, zapewniające całkowitą szczelność, prostotę montażu i kilkudziesięcioletnią trwałość.
Dach pokrywamy warstwą uszczelniającą - folią hydroizolacyjną. Możemy pod nią położyć dodatkowo warstwę ocieplającą lub podkład, chroniący folię przed uszkodzeniem. Fragmenty folii łączymy ze sobą przed lub w trakcie układania na dachu. Brzegi folii zawijamy i mocujemy szczelnie do krawędzi dachu. Na wierzchniej stronie dachu nie należy folii przybijać gwoździami. Jeśli okaże się to konieczne, miejsce przebicia zaklejamy łatką foliową. Na płaskich dachach wskazane jest położenie drenażu, np. warstwy keramzytu. Dla uchronienia keramzytu przed zamuleniem i przerastaniem przez korzenie roślin, kładziemy na nim matę z geowłókniny. Czasem jako drenaż wystarczy sama geowłóknina.
Kolejną warstwą jest substrat glebowy. Jego skład i grubość zależy od rodzaju roślin, które chcemy posadzić na dachu oraz od wytrzymałości konstrukcji. Na stromych dachach dodatkowo kładziemy siatkę ukorzeniającą, np. starą sieć rybacką itp. Na zakończenie sadzimy rośliny, układamy darń lub wysiewamy nasiona. Najlepsza darń pochodzi z miejsc suchych, piaszczystych i nasłonecznionych.
Gatunki roślin nadających się na zielone dachy:
1. substrat o grubości do 2,5 cm: mchy, rozchodniki (Sedum), szczypiorek (Alium schoenoprasum), wiechlina spłaszczona (Poa compressa).
2. Substrat glebowy o grubości do 3,5 cm: gatunki wymienione w pkt 1 oraz rojniki (Sempervivum), skalnica gronkowa (Saxifraga aizoon), kostrzewa sina (Festuca glauca), sesleria skalna (Sesleria varia), ostnica włosowata (Stilpa capillata), perłówka orzęsiona (Melica ciliata), drżączka średnia (Briza media), smagliczka górska (Alyssum montanum), kosaciec niski (Iris pumila), goździk kartuzek (Dianthus carthusianum), jastrzębiec kosmaczek (Hieracium piloseiia), lawenda (Lavandula vulgaris), szałwia łąkowa (Salvia pratensis), złocień właściwy (Chrysanthemum leucanthemum), macierzanka piaskowa (Thymus serphylium).
3. Substrat glebowy o grubości do 8 cm: gatunki wymienione w pktach 1 i 2 oraz stokłosa prosta (Bromus erectus) i dachowa (B. Tectorum), kostrzewa owcza (Festuca ovina), wiechlina łąkowa (Poa pratensis), rumian żółty (Anthemis tinctoria), mniszek pospolity (Taraxacum officinale), dzwonek okrągłolistny (Campanula rotundifolia).
Ekma Sp. z o.o.
Kawcza 50a,
04-154 Warszawa,
610-22-37, fax 610-36-68
"Zielone Brygady. Pismo Ekologów" nr 1 (55), Styczeń '94