Биобуд — это материал, похожий на древесный уголь, который изготавливают из листьев и веток, собранных на лесной подстилке. Он может стать дешёвым и экологичным решением для предотвращения попадания загрязнений с дорог в озёра и реки штата Джорджия.
Инженеры из Технологического института Джорджии и Университета Джорджии в Саузёрн обнаружили, что этот биологический уголь можно смешивать с почвой и использовать вдоль дорог для улавливания и фильтрации дождевой воды.
Их исследования показали:
- Биобуд эффективно очищает дождевую воду от загрязнений.
- Материал работает одинаково хорошо как в песчаных почвах прибрежной равнины, так и в глинистых почвах северной Джорджии.
- Смесь биобуда с почвой может заменить дорогостоящие материалы, обычно используемые на дорогах.
Исследователи отметили, что их выводы могут быть применимы на всей территории США, обеспечивая простой и естественный способ предотвращения попадания дорожных загрязнителей в водные источники.
Они опубликовали свой подход в журнале «Journal of Environmental Management».
«Поверхность дорог накапливает множество загрязнителей. Затем, во время дождя, всё смывается в наши реки и водоёмы», — сказал Ахмед Юнус, доктор философии, студент Школы гражданского и экологического инжиниринга (CEE) и научный сотрудник Института возобновляемых биопродуктов, который был ведущим автором исследования. «Наша система улавливает ливневые стоки и снижает количество загрязнителей, останавливая их накопление в поверхностных водах».
Применение биобуда
Дороги собирают все виды загрязнителей: отложения от автомобильных выхлопов, пыль от тормозных дисков, масло и жир. Чем больше времени проходит между дождями, тем больше грязи накапливается.
Исследователи смешивали биобуд в разных количествах с верхним слоем почвы из разных частей Джорджии. Материал ускоряет естественные процессы, которые обычно поглощают и фильтруют воду, включая стимулирование роста полезных микробов для расщепления захваченных загрязнителей.
«У нас много лесных остатков, а это значит, что получение сырья не является проблемой, — сказал Юнус. — Так мы можем использовать обильный природный ресурс для создания процесса, который на самом деле защищает другой ресурс — нашу поверхностную воду».
Биобуд часто используется для улучшения почвы в сельском хозяйстве, и его можно приобрести в магазинах товаров для газонов и садов. Он также становится популярным способом связывания углерода: Microsoft недавно приобрела более миллиона тонн углеродных кредитов у компании, производящей биобуд в Боливии.
Юнус изучает идею использования этого материала в смеси с почвой для очистки дорожного стока с момента получения степени магистра по экологическому инжинирингу у профессора Университета Джорджии в Саузёрн Джорджа Ючжу Фу. В Технологическом институте Джорджии он продолжил работу со своими научными руководителями, Юншэн Ченом и Джо Бозманом. Тем временем команда Фу дополняет лабораторные исследования Юнуса полномасштабным испытанием материала на дорогах кампуса Университета Джорджии в Саузёрн.
«Нахождение способов использования биоразлагаемых материалов или отходов, которые в противном случае были бы захоронены на свалках, соответствует принципам циркулярной экономики — растущему интересу для многих отраслей, — сказал Джо Бозман, старший автор исследования и доцент CEE. — Всё больше и больше компаний стремятся улучшить свои доходы за счёт повторного использования, восстановления и создания экономической ценности из того, что когда-то считалось не имеющим ценности».
Департамент транспорта Джорджии имеет существующие рекомендации по строительству так называемых «биосклонов» вдоль дорог для улавливания и фильтрации стока. Исследовательская группа следовала этим рекомендациям при тестировании своего материала. Биобуд мог бы заменить дорогостоящие гравелиподобные материалы, такие как цеолит, которые необходимо добывать.
Помимо сбора образцов почвы со всего штата для смешивания с биобудом, исследователи также собрали фактический ливневый сток с дорог на юге Джорджии. Ранее опубликованные исследования обычно использовали смоделированный сток.
Хотя это исследование было сосредоточено на почвах и стандартах дорожного проектирования в Джорджии, Юнус сказал, что перевод их подхода в соседние штаты или по всей стране — это просто вопрос применения их данных к характеристикам местной почвы.
«Инженеры должны понимать почвы вокруг них, — сказал Юнус. — Наше исследование представляет данные о том, как эффективно улучшить почву, добавив нужное количество биобуда — например, 10%, 5% или 2%. Вы можете принять это решение, основываясь на информации, специфичной для вашего объекта».
Предоставлено
Технологическим институтом Джорджии