Новое международное исследование подтвердило, что искусственные плавучие водно-болотные угодья являются устойчивым и экономически выгодным решением для улучшения качества воды в реках, озёрах и системах сточных вод.
Группа исследователей под руководством учёных из Национального научного агентства Австралии (CSIRO) и Университета Южной Австралии проанализировала 11 международных проектов по созданию плавучих водно-болотных угодий (ПВУ) в Австралии, Пакистане, Канаде и США.
Что такое искусственные плавучие водно-болотные угодья?
Искусственные или созданные плавучие водно-болотные угодья — это водно-болотная растительность, высаженная на плавучих плотах. Они имитируют естественную экосистему, которая удаляет из воды питательные вещества, отложения и другие загрязнители.
Результаты исследования
Исследователи обнаружили, что капитальные затраты на плавучие водно-болотные угодья варьируются от 22 австралийских долларов за квадратный метр до более чем 3800 австралийских долларов за квадратный метр в зависимости от дизайна, местоположения и назначения. Операционные расходы составляли от 0,76 до 274 австралийских долларов за квадратный метр в год.
Статья «Оценка затрат на создание плавучих водно-болотных угодий для очистки поверхностных вод и сточных вод» опубликована в ACS ES&T Water.
Ведущий автор, инженер-исследователь CSIRO и приглашённый научный сотрудник UniSA доктор Джон Авад, говорит, что результаты помогут советам, коммунальным предприятиям и менеджерам по водным ресурсам лучше понять экономическую целесообразность плавучих водно-болотных угодий по сравнению с традиционными системами очистки.
«Плавучие водно-болотные угодья имитируют функции естественных экосистем, фильтруя питательные вещества и загрязнители через корни растений и микробные сообщества», — говорит доктор Авад.
«Но до сих пор данные о том, сколько на самом деле стоит строить, обслуживать и эксплуатировать плавучие водно-болотные угодья в больших масштабах, были ограничены. Наше исследование показывает, что, хотя затраты различаются, плавучие водно-болотные угодья могут конкурировать с другими инженерными вариантами очистки, особенно для удаления азота», — добавляет он.
В среднем стоимость удаления азота составляла от 15 до 183 австралийских долларов за килограмм, что неизменно дешевле, чем удаление фосфора, которое варьировалось от 23 до 4979 австралийских долларов за килограмм.
«Масштаб имеет значение», — говорит доктор Авад. «Более крупные водно-болотные угодья снижают стоимость килограмма удалённых питательных веществ, делая их более экономичными с течением времени. Климат также играет роль. Водно-болотные угодья в более тёплых регионах имеют более длительные вегетационные периоды и более высокие показатели удаления загрязнителей».
Плавучие водно-болотные угодья всё чаще используются для очистки бытовых сточных вод, ливневых стоков и загрязнённых городских рек.
В Австралии проекты в регионе Солнечного Берега и Виктории были направлены на очистку сточных вод и ливневых стоков, в то время как проекты в Соединённых Штатах включали общественные пространства, экологическое восстановление и даже плавучие дощатые настилы.
Соавтор исследования, профессор UniSA Саймон Бичем, говорит, что технология имеет дополнительные преимущества помимо качества воды.
«Плавучие водно-болотные угодья можно встроить в существующие озёра и пруды для ливневых стоков без необходимости дорогостоящего приобретения земли», — говорит профессор Бичем.
«Они также обеспечивают среду обитания для птиц и водных организмов, улучшают городские условия и могут даже способствовать связыванию углерода», — добавляет он.
Исследовательская группа подчеркнула значительные различия в стоимости между проектами в развитых и развивающихся странах. Например, водно-болотные угодья, построенные в Пакистане, стоили всего 13–20 австралийских долларов за квадратный метр — это намного меньше, чем в Австралии и Северной Америке, из-за более низких затрат на рабочую силу и материалы.
«Понимание этих различий помогает правительствам и планировщикам адаптировать технологию к местным условиям», — по словам доктора Авада.
Авторы исследования отмечают, что плавучие водно-болотные угодья — это не панацея, но их следует рассматривать как часть более широкого спектра вариантов очистки воды.